CN112636384B - 一种风力发电系统、并网控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开一种风力发电系统、并网控制方法及装置，用以避免风力发电机组并网时对电网平衡的影响。所述风力发电系统，包括依次连接的风力发电机组、机侧变流器、网侧变流器、并网开关、并网变压器，风力发电系统还包括：与机侧变流器输出端或者网侧变流器输入端连接的直流‑直流DC‑DC变换器、与DC‑DC变换器相连接的电池组，与DC‑DC变换器、网侧变流器以及机侧变流器通信连接的控制器，其中，DC‑DC变换器，用于基于控制器的控制进行电压转换；电池组，用于通过充放电平衡风力发电机组与电网的电能；控制器，用于对DC‑DC变换器、网侧变流器以及机侧变流器进行控制，调节风力发电机组输出至电网的电能。

Description

一种风力发电系统、并网控制方法及装置
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，尤其是涉及一种风力发电系统、并网控制方法及装置。
背景技术
随着风力发电、光伏发电等新能源发电方式的推广，新能源发电方式在分布式发电系统所占比例增大、穿透性增强，使得新能源的随机性影响到电网的稳定性。
风力发电作为一种重要的可再生能源，通常以双馈和全功率发电机为主的发电系统发电，但是风电场并网点具有惯量低、短路容量比低、阻抗高、阻尼弱等特性。现有技术中，风力发电系统采用PQ电流源模式向电网输出电能，风力发电机组在控制上采用锁相环使得电网电压定向，风力发电机组输出功率和电网频率、电网电压解耦，在并网后采用最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)。然而，发电与负载的不平衡并不利于电网稳定。
具体来说，由于风力发电机组对电网没有惯性阻尼贡献，发电机组风轮、齿轮箱等巨大的机械惯量不会反映在风力发电机组的功率输出特性上，区域风电比例的增加，导致电力系统的总体等效惯量变小，将出现频率支撑不足和功角失稳等问题。在弱电网的环境中，线路阻抗不再满足电感远大于电阻的条件，风力发电机组输出的有功、无功功率将发生耦合，而风力发电系统中风机多采用电流源运行模式，没有电压源的电压频率支撑能力，不能运行在离网微网状态，没有孤岛穿越能力。
发明内容
本发明实施例提供一种风力发电系统、并网控制方法及装置，用以避免风力发电机组并网时对电网平衡的影响。
第一方面，本发明实施例提供一种风力发电系统，包括依次连接的风力发电机组、机侧变流器、网侧变流器、并网开关、并网变压器，风力发电机组产生的电能通过并网变压器并入电网，风力发电系统还包括：与机侧变流器输出端或者网侧变流器输入端连接的直流-直流DC-DC变换器、与DC-DC变换器相连接的电池组，与DC-DC变换器、网侧变流器以及机侧变流器通信连接的控制器，其中，
DC-DC变换器，用于基于控制器的控制进行电压转换；
电池组，用于通过充放电平衡风力发电机组与电网的电能；
控制器，用于对DC-DC变换器、网侧变流器以及机侧变流器进行控制，调节风力发电机组输出至电网的电能。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的系统中，电池组具体用于：在电网限制风力发电机组输出电能时，通过充电储存电能，在风力发电机组输出电能不满足电网需求时，通过放电使得输出电能满足电网需求，以及在控制器接收到对电网进行消峰填谷的指令时，根据控制器的控制进行充电或放电。
本发明实施例提供的风力发电系统，通过在风力发电系统的机侧变流器与网侧变流器之间设置DC-DC变换器、电池组和控制器，从而能够通过电池组的充电和放电，调节风力发电机组的输出功率和电网的功率，实现在并网模式和离网模式避免风力发电机组对电网平衡的影响。
第二方面，本发明实施例提供一种并网控制方法，应用于第一方面提供的风力发电系统，该方法包括：
接收用于指示对风力发电机组的输出功率进行调节的调度指令；
在确定风力发电机组运行在并网模式时，根据调度指令的指示调节风力发电机组的输出至电网的功率，并网模式是指风力发电机组产生的电能并入电网；以及
在确定风力发电机组运行在离网模式时，建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电，离网模式是指风力发电机组产生的电能不并入电网。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，根据调度指令的指示调节风力发电机组的输出至电网的功率，包括：
在调度指令指示不限制风力发电机组的输出功率时，控制风力发电机组运行在最大功率点追踪MPPT模式输出电能至电网；
在调度指令指示限制风力发电机组的输出功率时，控制风力发电机组以调度指令限制的输出功率输出电能至电网，将剩余的电能储存至电池组；
在调度指令指示对电网进行消峰填谷时，控制电池组进行充电或放电以及控制风力发电机组输出至电网的电能，调节电网的电压；
在调度指令指示对电网进行二次调压调频时，控制动态调节风力发电机组的有功功率和无功功率；以及
在调度指令中包含对电网的输出功率曲线时，控制风力发电机组依据输出功率曲线输出电能至电网。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电，包括：
在确定风力发电机组所在微网处于断电状态时，控制通过黑启动，以预设黑启动时序启动风力发电机组，并建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电，还包括：
在确定风力发电机组所在处于有电状态时，控制风力发电机组与电网同步并接入电网，建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电。
本发明实施例提供的并网控制方法，接收用于指示对风力发电机组的输出功率进行调节的调度指令，在确定风力发电机组运行在并网模式时，根据调度指令的指示调节风力发电机组的输出至电网的功率；以及在确定风力发电机组运行在离网模式时，控制风力发电机组建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电，实现了根据电网调度指令，在风力发电机组并网模式和离网模式下，对风力发电机组的输出功率、电网功率和电池组储能功率的分配，完善了风力发电的并网控制策略，避免风力发电机组对电网平衡的影响。
第三方面，本发明实施例提供一种并网控制装置，应用于第一方面提供的风力发电系统，该装置包括：
接收单元，用于接收用于指示对风力发电机组的输出功率进行调节的调度指令；
处理单元，用于在确定风力发电机组运行在并网模式时，根据调度指令的指示调节风力发电机组的输出至电网的功率，并网模式是指风力发电机组产生的电能并入电网；以及
用于在确定风力发电机组运行在离网模式时，建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电，离网模式是指风力发电机组产生的电能不并入电网。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，处理单元还用于：
在调度指令指示不限制风力发电机组的输出功率时，控制风力发电机组运行在最大功率点追踪MPPT模式输出电能至电网；
在调度指令指示限制风力发电机组的输出功率时，控制风力发电机组以调度指令限制的输出功率输出电能至电网，将剩余的电能储存至电池组；
在调度指令指示对电网进行消峰填谷时，控制电池组进行充电或放电以及控制风力发电机组输出至电网的电能，调节电网的电压；
在调度指令指示对电网进行二次调压调频时，控制动态调节风力发电机组的有功功率和无功功率；以及
在调度指令中包含对电网的输出功率曲线时，控制风力发电机组依据输出功率曲线输出电能至电网。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，处理单元具体用于：
在确定风力发电机组所在微网处于断电状态时，控制通过黑启动，以预设黑启动时序启动风力发电机组，并建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，处理单元还用于：
在确定风力发电机组所在处于有电状态时，控制风力发电机组与电网同步并接入电网，建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电。
第四方面，本发明实施例提供了一种并网控制设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在存储器中的计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现本发明实施例第二方面提供的方法。
第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现本发明实施例第二方面提供的方法。
第六方面，本发明实施例提供了一种计算机程序，当计算机程序指令被处理器执行时实现本发明实施例第二方面提供的方法。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种风力发电系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的虚拟同步机控制原理图；
图3为本发明实施例提供的一种并网控制方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的一种并网控制方法的具体流程图；
图5为本发明实施例提供的一种并网控制装置的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种并网控制设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的风力发电系统、并网控制方法及装置的具体实施方式进行详细地说明。
如图1所示，本发明实施例提供一种风力发电系统10，包括依次连接的风力发电机组101、机侧变流器102、网侧变流器103、并网开关104、并网变压器105，与机侧变流器102输出端或者网侧变流器103输入端连接的直流-直流DC-DC变换器106、与DC-DC变换器106相连接的电池组107，与DC-DC变换器106、网侧变流器103以及机侧变流器102通信连接的控制器108。
在风力发电系统工作时，风力发电机组101产生的电能通过并网变压器105并入电网，控制器108，用于对DC-DC变换器106、网侧变流器103以及机侧变流器102进行控制，调节风力发电机组101、电网与电池组107之间的电能流通，DC-DC变换器106用于基于控制器108的控制进行电压转换，电池组107用于通过充放电平衡风力发电机组101与电网的电能。
具体地，在电网限制风力发电机组101输出电能时，电池组107通过充电储存电能，在风力发电机组101输出电能不满足电网需求时，电池组107通过放电使得风力发电机组101输出的电能满足电网需求，以及在控制器108接收到对电网进行消峰填谷的指令时，根据控制器108的控制进行充电或放电。
具体实施时，控制器108中设置有虚拟同步机，虚拟同步机的控制原理如图2所示，虚拟同步机采用PQ下垂控制，用于模拟同步机特性的摇摆动态公式为：
式中，D为阻尼系数，J为惯性常数，Kw为频率下垂系数，ωRef为频率给定，ω0为虚拟同步机频率，ωg为电网频率，PRef为虚拟同步机功率给定，Pe为虚拟同步机定子功率。
虚拟同步机电压模值计算采用电压下垂控制和无功功率下垂控制，再对无功功率误差增加积分补偿实现并网点无功功率无静差。其中电压矢量模值计算公式如下：
EVSG＝E0+KV*(VRef-Ve)+Kq*(QRef-Qe)+KI*∫(QRef-Qe)；
公式中Kv为电压下垂系数，Kq为无功功率下垂系数，KI为无功功率积分时间常数。
电压源参考电压矢量为：
URef＝EVSG*sinθVSG；
控制器108控制网侧并网变流器采用母线电压外环直接功率控制方法实现母线电压控制目标，直流功率补偿项计算公式如下：
通过叠加网侧直流功率补偿项Pdc与机侧功率给定PRef得到虚拟同步机最终功率给定值。通过叠加电网电压下垂控制和无功功率积分补偿项与额定电压给定E0得到虚拟同步机电压参考矢量幅值给定EVSG。
基于上述实施例提供的风力发电系统，如图3所示，本发明实施例提供一种应用于上述风力发电系统的并网控制方法，包括：
步骤S301，接收用于指示对风力发电机组的输出功率进行调节的调度指令。
具体实施时，能量管理系统(Energy Management System，EMS)通过自动发电控制系统(Automatic Gain Control，AGC)下发用于调节风力发电机组输出功率的调度指令。
步骤S302，确定风力发电机的运行模式，若风力发电机组运行在并网模式，则执行步骤S303，若风力发电机组运行在离网模式，则执行步骤S304。
需要说明的是，并网模式是指风力发电机组产生的电能并入电网，离网模式是指风力发电机组产生的电能不并入电网。具体风力发电机组运行在并网模式还是离网模式可以通过对并网点进行电压检测确定，本发明实施例对此不做限定。
步骤S303，根据调度指令的指示调节风力发电机组的输出至电网的功率。
具体实施时，在调度指令指示不限制风力发电机组的输出功率时，也即电网消纳能量不受限时，控制风力发电机组运行在最大功率点追踪MPPT模式输出电能至电网，此时若以MPPT模式输出电能至电网仍不能够满足电网需求时，还可以控制电池组放电补充，协助输出电能至电网。
在调度指令指示限制风力发电机组的输出功率时，也即电网消纳能量受限进而限制风力发电机组输出功率时，控制风力发电机组以调度指令限制的输出功率输出电能至电网，并通过调节网侧变流器与机侧变流器，将剩余的电能经DC-DC变换器储存至电池组。
在调度指令指示对电网进行消峰填谷时，控制电池组进行充电或放电以及控制风力发电机组输出至电网的电能，调节电网的电压，使电网电压、频率趋于稳定。
在调度指令指示对电网进行二次调压调频时，控制动态调节风力发电机组的无功功率，进而调整输出的有功功率，使之满足AGC的电网调频指示。
在调度指令中包含对电网的输出功率曲线时，控制风力发电机组依据输出功率曲线输出电能至电网。
步骤S304，建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电。
在确定风力发电机组处于断电状态时，控制通过黑启动，以预设黑启动时序启动风力发电机组，并建立交流微网、局域电网或者直流微网，通过控制网侧变流器与电池组，提供微电网频率支撑，维持微网恒压恒频为负载供电。
在确定风力发电机组处于有电状态时，控制风力发电机组与电网同步并接入电网，建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电。
实际应用中，运用本发明实施例所提供的并网控制方法，可以在以下场景中实现如下功能：
(1)通过控制器控制网侧变流器结合虚拟同步机，实现并网模式下风力发电机组输送电能至电网。
(2)通过控制器控制网侧变流器与电池组，实现电网、风力发电机组及电池组之间的能量调控，辅助电网消峰填谷，协助AGC进行二次调频。
(3)通过控制器控制网侧变流器、机侧变流器及DC-DC变换器之间的能量协调，调节风力发电机组的输出电能，提供风能利用率。
下面结合图4，对本发明实施例提供的并网控制方法具体控制流程进行说明。
如图4所示，本发明实施例提供的并网控制方法的具体控制流程，其可以包括以下步骤:
S401，接收用于指示对风力发电机组的输出功率进行调节的调度指令。
S402，并网/离网模式状态判断，若为离网模式状态，则进行步骤S403，若为并网模式状态，则进行步骤S405。
需要说明的是，具体风力发电机组运行在并网模式还是离网模式可以通过对并网点进行电压检测确定，本发明实施例对此不做限定。
S403，微网状态判断，若微网断电，则执行S404，否则执行S405。
S404，通过黑启动时序启动风力发电组，并执行步骤S406。
具体实施时，在确定风力发电机组处于断电状态时，控制通过黑启动，以预设黑启动时序启动风力发电机组，并建立交流微网、局域电网或者直流微网。
S405，同步并网，并执行步骤S406。
具体实施时，在确定风力发电机组处于有电状态时，控制风力发电机组与电网同步并接入电网，建立交流微网、局域电网或者直流微网。
S406，恒压恒频控制。
具体实施时，基于S403建立的交流微网、局域电网或者直流微网，持续给负载供电。
S407，根据电网的调度指令，选择工作模式，若调度指令指示对电网进行二次调压调频，则进行步骤S408；若调度指令指示不限制风力发电机组的输出功率，则进行步骤S409；若调度指令指示对电网进行消峰填谷，则进行步骤S410。
S408，根据调度指令进行二次调频。
具体在调度指令指示对电网进行二次调压调频时，控制动态调节风力发电机组的无功功率，进而调整输出的有功功率，使之满足AGC的电网调频指示。
S409，根据调度指令，风力发电机组进行电能输出。
具体实施时，在调度指令指示不限制风力发电机组的输出功率时，也即电网消纳能量不受限时，控制风力发电机组运行在最大功率点追踪(Maximum Power PointTracking，MPPT)模式输出电能至电网，此时若以MPPT模式输出电能至电网仍不能够满足电网需求时，还可以控制电池组放电补充，协助输出电能至电网。
在调度指令指示限制风力发电机组的输出功率时，也即电网消纳能量受限进而限制风力发电机组输出功率时，控制风力发电机组以调度指令限制的输出功率输出电能至电网，并通过调节网侧变流器与机侧变流器，将剩余的电能经DC-DC变换器储存至电池组。
S410，根据调度指令进行消峰填谷。
具体实施时，控制电池组进行充电或放电以及控制风力发电机组输出至电网的电能，调节电网的电压，使电网电压、频率趋于稳定。
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供一种并网控制装置。
如图5所示，本发明实施例提供一种并网控制装置，包括：
接收单元501，用于接收用于指示对风力发电机组的输出功率进行调节的调度指令；
处理单元502，用于在确定风力发电机组运行在并网模式时，根据调度指令的指示调节风力发电机组的输出至电网的功率，并网模式是指风力发电机组产生的电能并入电网；以及
用于在确定风力发电机组运行在离网模式时，建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电，离网模式是指风力发电机组产生的电能不并入电网。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，处理单元502具体用于：
在调度指令指示不限制风力发电机组的输出功率时，控制风力发电机组运行在最大功率点追踪MPPT模式输出电能至电网；
在调度指令指示限制风力发电机组的输出功率时，控制风力发电机组以调度指令限制的输出功率输出电能至电网，将剩余的电能储存至电池组；
在调度指令指示对电网进行消峰填谷时，控制电池组进行充电或放电以及控制风力发电机组输出至电网的电能，调节电网的电压；
在调度指令指示对电网进行二次调压调频时，控制动态调节风力发电机组的有功功率和无功功率；以及
在调度指令中包含对电网的输出功率曲线时，控制风力发电机组依据输出功率曲线输出电能至电网。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，处理单元502具体用于：
在确定风力发电机组所在微网处于断电状态时，控制通过黑启动，以预设黑启动时序启动所述风力发电机组，并建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，处理单元502还用于：
在确定风力发电机组所在处于有电状态时，控制风力发电机组与电网同步并接入电网，建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电。
另外，结合图2-图5描述的本申请实施例的并网控制方法和装置可以由并网控制设备来实现。图6示出了本申请实施例提供的并网控制设备的硬件结构示意图。
并网控制设备可以包括处理器601以及存储有计算机程序指令的存储器602。
具体地，上述处理器601可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器602可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器602可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器602可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器602可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器602是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器602包括只读存储器(ROM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。
处理器601通过读取并执行存储器602中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的一种并网控制方法。
在一个示例中，并网控制设备还可包括通信接口603和总线610。其中，如图6所示，处理器601、存储器602、通信接口603通过总线610连接并完成相互间的通信。
通信接口603，主要用于实现本发明实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。
总线610包括硬件、软件或两者，将并网控制设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线610可包括一个或多个总线。尽管本发明实施例描述和示出了特定的总线，但本发明考虑任何合适的总线或互连。
该并网控制设备可以执行本发明实施例中的并网控制方法，从而实现结合图3描述的并网控制方法。
另外，结合上述实施例中的并网控制方法，本发明实施例可提供一种计算机可读存储介质来实现。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的一种并网控制方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种风力发电系统，包括依次连接的风力发电机组、机侧变流器、网侧变流器、并网开关、并网变压器，所述风力发电机组产生的电能通过所述并网变压器并入电网，其特征在于，所述风力发电系统还包括：与所述机侧变流器输出端或者所述网侧变流器输入端连接的直流-直流DC-DC变换器、与所述DC-DC变换器相连接的电池组，与所述DC-DC变换器、所述网侧变流器以及所述机侧变流器通信连接的控制器，其中，
所述DC-DC变换器，用于基于所述控制器的控制进行电压转换；
所述电池组，用于通过充放电平衡所述风力发电机组与所述电网的电能；
所述控制器，用于对所述DC-DC变换器、所述网侧变流器以及所述机侧变流器进行控制，调节所述风力发电机组输出至电网的电能；
所述控制器包括虚拟同步机，所述虚拟同步机用于控制所述网侧变流器调节所述风力发电机组输出至所述电网的电能；
所述虚拟同步机采用有功无功下垂控制所述网侧变流器的运行，所述虚拟同步机的运行满足以下公式：
其中，D为阻尼系数，J为惯性常数，Kw为频率下垂系数，ωRef为频率给定，ω0为所述虚拟同步机的频率，ωg为电网频率，PRef为所述虚拟同步机的功率给定，Pe为所述虚拟同步机的定子功率；
所述虚拟同步机的电压矢量模值满足以下公式：
EVSG＝E0+KV*(VRef-Ve)+Kq*(QRef-Qe)+KI*∫(QRef-Qe)；
其中，E0为额定电压给定，Kv为电压下垂系数，Kq为无功功率下垂系数，KI为无功功率积分时间常数；
所述虚拟同步机的参考电压矢量满足以下公式：
URef＝EVSG*sinθVSG；
所述虚拟同步的直流功率补偿满足如下公式：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电池组具体用于：在所述电网限制所述风力发电机组输出电能时，通过充电储存电能，在所述风力发电机组输出电能不满足所述电网需求时，通过放电使得输出电能满足所述电网需求，以及在所述控制器接收到对所述电网进行消峰填谷的指令时，根据控制器的控制进行充电或放电。
3.一种并网控制方法，应用于如权利要求1或2所述的风力发电系统，其特征在于，所述方法包括：
接收用于指示对所述风力发电机组的输出功率进行调节的调度指令；
在确定所述风力发电机组运行在并网模式时，根据所述调度指令的指示调节所述风力发电机组的输出至所述电网的功率，所述并网模式是指所述风力发电机组产生的电能并入电网；以及
在确定所述风力发电机组运行在离网模式时，建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电，所述离网模式是指所述风力发电机组产生的电能不并入电网。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述调度指令的指示调节所述风力发电机组的输出至所述电网的功率，包括：
在所述调度指令指示不限制所述风力发电机组的输出功率时，控制所述风力发电机组运行在最大功率点追踪MPPT模式输出电能至所述电网；
在所述调度指令指示限制所述风力发电机组的输出功率时，控制所述风力发电机组以所述调度指令限制的输出功率输出电能至所述电网，将剩余的电能储存至所述电池组；
在所述调度指令指示对所述电网进行消峰填谷时，控制所述电池组进行充电或放电以及控制所述风力发电机组输出至所述电网的电能，调节所述电网的电压；
在所述调度指令指示对所述电网进行二次调压调频时，控制动态调节所述风力发电机组的有功功率和无功功率；以及
在所述调度指令中包含对所述电网的输出功率曲线时，控制所述风力发电机组依据所述输出功率曲线输出电能至所述电网。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电，包括：
在确定所述风力发电机组所在微网处于断电状态时，控制通过黑启动，以预设黑启动时序启动所述风力发电机组，并建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电，还包括：
在确定所述风力发电机组所在处于有电状态时，控制所述风力发电机组与电网同步并接入电网，建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电。
7.一种并网控制装置，应用于如权利要求1或2所述的风力发电系统，其特征在于，所述装置包括：
接收单元，用于接收用于指示对所述风力发电机组的输出功率进行调节的调度指令；
处理单元，用于在确定所述风力发电机组运行在并网模式时，根据所述调度指令的指示调节所述风力发电机组的输出至所述电网的功率，所述并网模式是指所述风力发电机组产生的电能并入电网；以及
用于在确定所述风力发电机组运行在离网模式时，建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电，所述离网模式是指所述风力发电机组产生的电能不并入电网。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：
在所述调度指令指示不限制所述风力发电机组的输出功率时，控制所述风力发电机组运行在最大功率点追踪MPPT模式输出电能至所述电网；
在所述调度指令指示限制所述风力发电机组的输出功率时，控制所述风力发电机组以所述调度指令限制的输出功率输出电能至所述电网，将剩余的电能储存至所述电池组；
在所述调度指令指示对所述电网进行消峰填谷时，控制所述电池组进行充电或放电以及控制所述风力发电机组输出至所述电网的电能，调节所述电网的电压；
在所述调度指令指示对所述电网进行二次调压调频时，控制动态调节所述风力发电机组的有功功率和无功功率；以及
在所述调度指令中包含对所述电网的输出功率曲线时，控制所述风力发电机组依据所述输出功率曲线输出电能至所述电网。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于：
在确定所述风力发电机组所在微网处于断电状态时，控制通过黑启动，以预设黑启动时序启动所述风力发电机组，并建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述处理单元还用于：
在确定所述风力发电机组所在处于有电状态时，控制所述风力发电机组与电网同步并接入电网，建立交流微网、局域电网或者直流微网为负载供电。
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