CN112928764B - 一种并联储能系统控制方法、并联储能系统和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种并联储能系统控制方法、并联储能系统和装置，并联储能系统控制方法通过VSG控制系统生成用于控制逆变器的PWM信号，实现多个储能系统的并联，包括：在各并联储能系统的无功‑电压环控制中，加入电压误差积分环节，减小电压波动和误差；在无功‑电压环控制外增加动态虚拟阻抗，通过动态虚拟阻抗弥补各并联储能系统的线路阻抗差异，使稳态时无功功率环与有功功率环独立解耦。本发明通过在各并联储能系统的无功‑电压环控制中，加入电压误差积分环节，减小各并联的储能系统的电压波动和电压误差，通过在无功‑电压环控制外增加动态虚拟阻抗，实时适应线路阻抗，可有效减少线路阻抗差异对环流的影响，实现并联储能系统的功率均分。
Description
技术领域
本发明属于储能控制技术领域，特别涉及一种并联储能系统控制方法、并联储能系统和装置。
背景技术
随着能源转型和新能源技术创新持续推进，储能技术在能源利用与能源转化中起着越来越重要的作用，储能技术已被视为电网运行过程中“采、发、输、配、用、储”六大环节中的重要组成部分。
储能系统中通过虚拟同步机(virtual synchronous generator，VSG)控制策略实现了分布式储能变流器同步机化，使得储能系统逆变放电时，除了能为电网提供电能外，还能提供一定的惯性支撑。虚拟同步发电机离网运行时，多个储能系统利用逆变器并联的方式实现储能系统的大容量供电和冗余供电，进而极大提高供电系统的可靠性。但由于储能系统间的等效输出阻抗以及输电线路阻抗的差异影响功率分配精度和产生较大的电流环流，使得并联储能系统的控制技术存在很多技术问题。
发明内容
针对上述问题，本发明公开了一种并联储能系统控制方法、并联储能系统和装置，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明一方面公开一种并联储能系统控制方法，所述并联储能系统控制方法通过VSG控制系统生成用于控制逆变器的PWM信号，实现多个储能系统的并联，包括：
步骤1，在各并联储能系统的无功-电压环控制中，加入电压误差积分环节，减小电压波动和误差；
步骤2，在所述无功-电压环控制外增加动态虚拟阻抗，通过所述动态虚拟阻抗弥补各并联储能系统的线路阻抗差异，使稳态时无功功率环与有功功率环独立解耦。
进一步地，所述步骤1具体为：
在各并联储能系统的无功-电压环控制中，加入电压误差积分环节，令积分环节输入为0，则有：
kq(Qset-Qe)＝ku(Eg-Ug) (1)
其中，kq为励磁调节系数，ku为调压系数，Qset为无功功率的给定，Qe为无功功率，Eg为额定电压的幅值，Ug为输出电压的幅值；
通过无功功率的给定Qset和额定电压的幅值Eg对输出电压的幅值Ug进行动态调控，减小各并联储能系统输出电压的波动幅度和误差。
进一步地，所述步骤2具体为：
在所述无功-电压环控制外增加动态虚拟电抗，所述动态虚拟阻抗的表达式为：
其中，krv为虚拟电阻调节系数，Rv为虚拟电阻，Ug为输出电压的幅值，Eg为额定电压的幅值，Xv为虚拟感抗，kv为无功误差调节系数，Qset为无功功率的给定，Qe为无功功率；所述krv根据功率耦合系数确定。
进一步地，所述krv根据功率耦合系数K确定，当功率耦合系数K大于预设基准值时krv为负，当功率耦合系数K小于等于预设基准值时krv为正。
进一步地，所述功率耦合系数K的计算过程为：
定义有功功率P对电势E的偏导与有功功率对功角δ的偏导的比值为无功控制对有功控制的耦合度系数Kp，定义无功功率Q对功角δ的偏导与无功功率Q对电势E的偏导的比值为有功控制对无功控制的耦合度系数Kq，计算公式如下：
其中，s为时域的微分，Lv为虚拟电感，Rv为虚拟电阻，δ为有功功率对功角，Xv为虚拟感抗，E为电势；
功率耦合系数K计算公式如下：
其中，Rv为虚拟电阻，δ为有功功率对功角，Xv为虚拟感抗。
进一步地，所述控制方法还包括：
步骤3，通过闭环控制，使各所述储能系统的输出相位同步。
进一步地，所述步骤3具体为：
设任一个所述储能系统的输出相位为标准相位，其他所述储能系统的输出相位分别与所述标准相位作差，计算得到相位的控制输出补偿，把所述控制输出补偿加入相应所述储能系统的控制中，实现各所述储能系统的输出相位同步；相位控制输出补偿的计算公式如下：
当并联储能系统为两个时：
ω＝(kp+ki/s)(θ1-θ2) (6)
其中，ω为相位控制输出补偿值，ω2为第2个储能系统的相位，kp为比例系数，ki为积分系数，s为时域微分，θ1为第1个储能系统的输出角度，θ2为第2个储能系统的输出角度；
当并联储能系统为三个及以上时：
ω＝ω2-ωn+(kp+ki/s)(θ1-θ2) (7)
其中，ω为相位控制输出补偿值，ω2为第2个储能系统的相位，ωn为第n个储能系统的相位，kp为比例系数，ki为积分系数，s为时域微分，θ1为第1个储能系统的输出角度，θ2为第2个储能系统的输出角度。
本发明另一方面公开一种并联储能系统，所述并联储能系统包括：
电压误差积分单元，用于在各并联储能系统的无功-电压环控制中，加入电压误差积分环节，减小电压波动和误差；
动态虚拟阻抗单元，用于在所述无功-电压环控制外增加动态虚拟阻抗，通过所述动态虚拟阻抗弥补各并联储能系统的线路阻抗差异，使稳态时无功功率环与有功功率环独立解耦。
进一步地，所述并联储能系统还包括：
输出相位同步单元，用于通过闭环控制，使各所述储能系统的输出相位同步。
本发明再一方面还公开一种并联储能装置，包括：
处理器；以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行上述任一所述并联储能系统控制方法。
本发明的优点及有益效果是：
本发明的并联储能系统控制方法中，通过在各并联储能系统的无功-电压环控制中，加入电压误差积分环节，减小各并联的储能系统的电压波动和电压误差，通过在无功-电压环控制外增加动态虚拟阻抗，实时适应线路阻抗，弥补各并联储能系统的线路阻抗差异，有效减少线路阻抗差异对环流的影响，实现并联储能系统的功率均分；并且该控制方法无需通过增加额外硬件实现，可有效节约硬件成本。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明一个实施例提供的一种并联储能系统控制方法的流程示意图；
图2为本发明一个实施例提供的储能系统中VSG控制结构的原理图；
图3为本发明一个实施例提供的各并联储能系统中无功-电压环结构的原理图；
图4为本发明一个实施例提供的功率耦合系数K的函数关系图；
图5为本发明一个实施例提供的一种并联储能系统的结构示意图；
图6为本发明一个实施例提供的一种并联储能系统的结构示意图；
图7为本发明一个实施例提供的一种并联储能装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
对于虚拟同步机多机并联存在功率均分及环流抑制效果较差的问题，现有方案主要有：方案一、在储能系统的虚拟同步机交流侧设置隔离变压器，阻断交流，将其作为一个整体来控制，从控制上抑制环流。但这种方式控制复杂，不但增加了硬件成本，而且难以实现更多模块的并联。方案二、在储能系统中，通过引入谐波的方法获得输电线路的信息，以减小无功误差。但是，引入谐波会影响微电网电能质量。方案三、在储能系统中，通过引入虚拟阻抗使得逆变器的输出阻抗为纯感性，进而改善功率均分效果。但是，储能系统的等效输出阻抗会加大，输出电压减小，使得电能质量下降。
本申请的技术构思是：
本申请以级联H桥为控制对象，采用虚拟同步发电机(VSG)控制策略进行控制，针对现有方案存在的控制方案复杂、增加成本、影响电网电能质量等问题，本申请首先在无功-电压环控制中引入一个电压误差积分环节，减小电压波动和误差；然后引入动态虚拟阻抗环路，以降低电压跌落和实现无功功率分配与传输阻抗独立解耦，减少线路阻抗差异对环流的影响。
以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
图1为本发明一个实施例提供的一种并联储能系统控制方法的流程示意图，如图1所示，一种并联储能系统控制方法，该并联储能系统控制方法通过VSG控制系统生成用于控制逆变器的PWM信号，实现多个储能系统的并联，具体包括：
步骤S110，在各并联储能系统的无功-电压环控制中，加入电压误差积分环节，减小电压波动和误差。
由电路的环流特性分析可知，当两个以上的储能系统并联设置时，即两个以上的VSG并联设置，为了防止环流出现，需要控制各并联VSG的输出电压完全一致(包括相位一致和功角一致)，并保证各VSG的传输阻抗相等。所以在无功-电压环控制中引入一个电压误差积分环节，减小电压波动和误差，使各储能系统输出的电压一致。
步骤S120，如图2所示，在无功-电压环控制外增加动态虚拟阻抗，通过动态虚拟阻抗弥补各并联储能系统的线路阻抗差异，使稳态时无功功率环与有功功率环独立解耦。
在传统的虚拟阻抗控制中，认为输电线路阻抗很小，所以给每个VSG引入相同的虚拟阻抗值，在加入虚拟阻抗后系统输出阻抗增大，虽然改善了功率分配的效果，但同时会使得电压跌落。然而在某些工况下，每条输电线路的阻抗并不相同，使各储能系统的输出电压存在电压差，因此电路中依然会出现环流。本实施例中，通过在无功-电压环控制外增加动态虚拟阻抗，动态虚拟阻抗可以根据对应线路的阻抗进行实时调整，进而弥补各并联储能系统的线路阻抗差异，使稳态时无功功率环与有功功率环独立解耦，有效减少线路阻抗差异对环流的影响。
综上，本实施例的并联储能系统控制方法中，通过在各并联储能系统的无功-电压环控制中，加入电压误差积分环节，减小各并联的储能系统的电压波动和电压误差，通过在无功-电压环控制外增加动态虚拟阻抗，实时适应线路阻抗，弥补各并联储能系统的线路阻抗差异，有效减少线路阻抗差异对环流的影响，实现并联储能系统的功率均分；并且该控制方法无需通过增加额外硬件实现，可有效节约硬件成本。
进一步地，步骤S110具体为：
如图3所示，在各并联储能系统的无功-电压环控制中，加入电压误差积分环节，使稳态时无功功率与传输阻抗独立解耦。
令积分环节输入为0，则有：
kq(Qset-Qe)＝ku(Eg-Ug) (1)
其中，kq为励磁调节系数，ku为调压系数，Qset为无功功率的给定，Qe为无功功率，Eg为额定电压的幅值，Ug为输出电压的幅值。
根据公式(1)，在储能系统中，通过无功功率的给定Qset和额定电压的幅值Eg对输出电压的幅值Ug进行动态调控，当输出电压的幅值Ug大于预设范围时，通过减小无功功率的给定Qset和额定电压的幅值Eg来使输出电压的幅值Ug减小，进而减小各并联储能系统输出电压的波动幅度和误差，使输出电压稳定在预设范围内。
在一个实施例中，步骤S120具体为：
在无功-电压环控制外增加动态虚拟电抗，动态虚拟阻抗的表达式为：
其中，krv为虚拟电阻调节系数，Rv为虚拟电阻，Ug为输出电压的幅值，Eg为额定电压的幅值，Xv为虚拟感抗，kv为无功误差调节系数，Qset为无功功率的给定，Qe为无功功率；krv根据功率耦合系数确定。
在动态虚拟阻抗环路加上电压和无功功率的信息，动态在线适应线路阻抗的差异。具体原理为：当Ug/Eg小于1时，也就是由于虚拟阻抗环等效阻抗大了，造成系统输出电压跌落，系统即时缩小感抗系数进行调节；当Ug/Eg大于1时，也就是由于虚拟阻抗环路等效阻抗小了，造成系统电压偏高，系统即时增大感抗系数进行调节。动态虚拟阻抗通过负反馈进行调节，从而达到各VSG无功功率均分的效果。
公式(2)中，krv根据功率耦合系数K确定，当功率耦合系数K大于预设基准值时krv为负，当功率耦合系数K小于等于预设基准值时krv为正。
在一个实施例中，功率耦合系数K的计算过程为：
定义有功功率P对电势E的偏导与有功功率对功角δ的偏导的比值为无功控制对有功控制的耦合度系数Kp，定义无功功率Q对功角δ的偏导与无功功率Q对电势E的偏导的比值为有功控制对无功控制的耦合度系数Kq，计算公式如下：
其中，s为时域的微分，Lv为虚拟电感，Rv为虚拟电阻，δ为有功功率对功角，Xv为虚拟感抗，E为电势。
功率耦合系数K计算公式如下：
其中，Rv为虚拟电阻，δ为有功功率对功角，Xv为虚拟感抗。
图4为根据公式(5)得到的功率耦合系数K的函数关系图，从图4中可以看出，当线路的虚拟感抗Xv越大，虚拟电阻Rv越小时，功率耦合系数K的值也就越小，即功率耦合程度越小。由功率耦合的程度可以得到设计的动态虚拟阻抗环路的虚拟电感和虚拟电阻的范围，根据该范围设置虚拟电感和虚拟电阻的初始值，可以有效减少储能系统调节时间和防止过大调节造成的系统不稳定。
在一个优选实施例中，控制方法还包括：
步骤S130，通过闭环控制，使各储能系统的输出相位同步，可以有效防止在储能系统并联时产生电流冲击。
进一步地，如图2所示，步骤S130具体为：
设任一个储能系统的输出相位为标准相位，其他储能系统的输出相位分别与标准相位作差，计算得到相位的控制输出补偿，把控制输出补偿加入相应储能系统的控制中，实现各储能系统的输出相位同步；相位控制输出补偿的计算公式如下：
当并联储能系统为两个时：
ω＝(kp+ki/s)(θ1-θ2) (6)
其中，ω为相位控制输出补偿值，ω2为第2个储能系统的相位，kp为比例系数，ki为积分系数，s为时域微分，θ1为第1个储能系统的输出角度，θ2为第2个储能系统的输出角度。
当并联储能系统为三个及以上时：
ω＝ω2-ωn+(kp+ki/s)(θ1-θ2) (7)
其中，ω为相位控制输出补偿值，ω2为第2个储能系统的相位，ωn为第n个储能系统的相位，kp为比例系数，ki为积分系数，s为时域微分，θ1为第1个储能系统的输出角度，θ2为第2个储能系统的输出角度。
当并联储能系统为两个时，通过对VSG2输出相位ω2与VSG1输出相位ω1差经过调节电路控制输出补偿在功率环上，形成闭环控制，实现快速跟VSG2的相位，以降低并联瞬间的电流冲击。当并联储能系统三个及以上时，可以在第一个储能系统的VSG1上加上最后一个储能系统的VSG的相位信息，实现闭环相位控制，从而达到精确控制功角，进而实现有功功率均分，减少并联储能系统的环流。本实施例中，在离网下省去了锁相环节进行输出相的预同步设计，可保证在储能系统并联时不会产生电流冲击，进而提高了储能系统的稳定性。
本申请一个实施例中公开一种并联储能系统500，如图5所示，该并联储能系统500包括：
电压误差积分单元510，用于在各并联储能系统500的无功-电压环控制中，加入电压误差积分环节，减小电压波动和误差。
动态虚拟阻抗单元520，用于在无功-电压环控制外增加动态虚拟阻抗，通过动态虚拟阻抗弥补各并联储能系统的线路阻抗差异，使稳态时无功功率环与有功功率环独立解耦。
在一个优选实施例中，电压误差积分单元510，用于在各并联储能系统500的无功-电压环控制中，加入电压误差积分环节，使稳态时无功功率与传输阻抗独立解耦。
令积分环节输入为0，则有：
kq(Qset-Qe)＝ku(Eg-Ug) (1)
其中，kq为励磁调节系数，ku为调压系数，Qset为无功功率的给定，Qe为无功功率，Eg为额定电压的幅值，Ug为输出电压的幅值。
通过无功功率的给定Qset和额定电压的幅值Eg对输出电压的幅值Ug进行动态调控，减小各并联储能系统输出电压的波动幅度和误差。
在一个实施例中，动态虚拟阻抗单元520，用于在无功-电压环控制外增加动态虚拟电抗，动态虚拟阻抗的表达式为：
其中，krv为虚拟电阻调节系数，Rv为虚拟电阻，Ug为输出电压的幅值，Eg为额定电压的幅值，Xv为虚拟感抗，kv为无功误差调节系数，Qset为无功功率的给定，Qe为无功功率；krv根据功率耦合系数确定。
公式(2)中，krv根据功率耦合系数K确定，当功率耦合系数K大于预设基准值时krv为负，当功率耦合系数K小于等于预设基准值时krv为正。
在一个实施例中，功率耦合系数K的计算过程为：
定义有功功率P对电势E的偏导与有功功率对功角δ的偏导的比值为无功控制对有功控制的耦合度系数Kp，定义无功功率Q对功角δ的偏导与无功功率Q对电势E的偏导的比值为有功控制对无功控制的耦合度系数Kq，计算公式如下：
其中，s为时域的微分，Lv为虚拟电感，Rv为虚拟电阻，δ为有功功率对功角，Xv为虚拟感抗，E为电势。
功率耦合系数K计算公式如下：
其中，Rv为虚拟电阻，δ为有功功率对功角，Xv为虚拟感抗。
在一个实施例中，如图6所示，并联储能系统500还包括：
输出相位同步单元530，用于通过闭环控制，使各储能系统的输出相位同步。
在一个实施例中，输出相位同步单元530，用于设任一个储能系统的输出相位为标准相位，其他储能系统的输出相位分别与标准相位作差，计算得到相位的控制输出补偿，把控制输出补偿加入相应储能系统的控制中，实现各储能系统的输出相位同步；相位控制输出补偿的计算公式如下：
当并联储能系统为两个时：
ω＝(kp+ki/s)(θ1-θ2) (6)
其中，ω为相位控制输出补偿值，ω2为第2个储能系统的相位，kp为比例系数，ki为积分系数，s为时域微分，θ1为第1个储能系统的输出角度，θ2为第2个储能系统的输出角度。
当并联储能系统为三个及以上时：
ω＝ω2-ωn+(kp+ki/s)(θ1-θ2) (7)
其中，ω为相位控制输出补偿值，ω2为第2个储能系统的相位，ωn为第n个储能系统的相位，kp为比例系数，ki为积分系数，s为时域微分，θ1为第1个储能系统的输出角度，θ2为第2个储能系统的输出角度。
本发明一个实施例中公开一种并联储能装置，包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，可执行指令在被执行时使处理器执行上述任一并联储能系统控制方法。
图7是本申请的一个实施例并联储能装置的结构示意图。请参考图7，在硬件层面，该音质可调耳机包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该并联储能装置还可能包括其他业务所需要的硬件。
处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended IndustryStandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。
处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成目标检测装置。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行以下操作：
在各并联储能系统的无功-电压环控制中，加入电压误差积分环节，减小电压波动和误差；在无功-电压环控制外增加动态虚拟阻抗，通过动态虚拟阻抗弥补各并联储能系统的线路阻抗差异，使稳态时无功功率环与有功功率环独立解耦。
上述如本申请图1所示实施例揭示的并联储能系统控制方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本申请实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的音质可调耳机执行时，能够使该音质可调耳机执行图1所示实施例中并联储能系统控制方法，并具体用于执行：
在各并联储能系统的无功-电压环控制中，加入电压误差积分环节，减小电压波动和误差；在无功-电压环控制外增加动态虚拟阻抗，通过动态虚拟阻抗弥补各并联储能系统的线路阻抗差异，使稳态时无功功率环与有功功率环独立解耦。
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。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，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。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种并联储能系统控制方法，其特征在于，所述并联储能系统控制方法通过VSG控制系统生成用于控制逆变器的PWM信号，实现多个储能系统的并联，包括：
在各并联储能系统的无功-电压环控制中，加入电压误差积分环节，令积分环节输入为0，则有：
kq(Qset-Qe)＝ku(Eg-Ug) (1)
其中，kq为励磁调节系数，ku为调压系数，Qset为无功功率的给定，Qe为无功功率，Eg为额定电压的幅值，Ug为输出电压的幅值；
通过无功功率的给定Qset和额定电压的幅值Eg对输出电压的幅值Ug进行动态调控，减小各并联储能系统输出电压的波动幅度和误差；
在所述无功-电压环控制外增加动态虚拟阻抗，所述动态虚拟阻抗的表达式为：
其中，krv为虚拟电阻调节系数，Rv为虚拟电阻，Ug为输出电压的幅值，Eg为额定电压的幅值，Xv为虚拟感抗，kv为无功误差调节系数，Qset为无功功率的给定，Qe为无功功率；所述krv根据功率耦合系数确定；
在动态虚拟阻抗环路加上电压和无功功率的信息，动态在线适应线路阻抗的差异，当Ug/Eg小于1时，虚拟阻抗环等效阻抗大了，造成系统输出电压跌落，系统即时缩小感抗系数进行调节；当Ug/Eg大于1时，虚拟阻抗环路等效阻抗小了，造成系统电压偏高，系统即时增大感抗系数进行调节，动态虚拟阻抗通过负反馈进行调节，从而达到各VSG无功功率均分的效果；
所述krv根据功率耦合系数K确定，当功率耦合系数K大于预设基准值时krv为负，当功率耦合系数K小于等于预设基准值时krv为正；所述功率耦合系数K的计算过程为：
定义有功功率P对电势E的偏导与有功功率对功角δ的偏导的比值为无功控制对有功控制的耦合度系数Kp，定义无功功率Q对功角δ的偏导与无功功率Q对电势E的偏导的比值为有功控制对无功控制的耦合度系数Kq，计算公式如下：
其中，s为时域的微分，Lv为虚拟电感，Rv为虚拟电阻，δ为有功功率对功角，Xv为虚拟感抗，E为电势；
功率耦合系数K计算公式如下：
其中，Rv为虚拟电阻，δ为有功功率对功角，Xv为虚拟感抗；
设任一个所述储能系统的输出相位为标准相位，其他所述储能系统的输出相位分别与所述标准相位作差，计算得到相位的控制输出补偿，把所述控制输出补偿加入相应所述储能系统的控制中，实现各所述储能系统的输出相位同步；相位控制输出补偿的计算公式如下：
当并联储能系统为两个时：
ω＝(kp+ki/s)(θ1-θ2) (6)
其中，ω为相位控制输出补偿值，ω2为第2个储能系统的相位，kp为比例系数，ki为积分系数，s为时域微分，θ1为第1个储能系统的输出角度，θ2为第2个储能系统的输出角度；
当并联储能系统为三个及以上时：
ω＝ω2-ωn+(kp+ki/s)(θ1-θ2) (7)
其中，ω为相位控制输出补偿值，ω2为第2个储能系统的相位，ωn为第n个储能系统的相位，kp为比例系数，ki为积分系数，s为时域微分，θ1为第1个储能系统的输出角度，θ2为第2个储能系统的输出角度。
2.一种并联储能系统，其特征在于，所述并联储能系统包括：
电压误差积分单元，用于在各并联储能系统的无功-电压环控制中，加入电压误差积分环节，令积分环节输入为0，则有：
kq(Qset-Qe)＝ku(Eg-Ug) (1)
其中，kq为励磁调节系数，ku为调压系数，Qset为无功功率的给定，Qe为无功功率，Eg为额定电压的幅值，Ug为输出电压的幅值；
通过无功功率的给定Qset和额定电压的幅值Eg对输出电压的幅值Ug进行动态调控，减小各并联储能系统输出电压的波动幅度和误差；
动态虚拟阻抗单元，用于在所述无功-电压环控制外增加动态虚拟阻抗，所述动态虚拟阻抗的表达式为：
其中，krv为虚拟电阻调节系数，Rv为虚拟电阻，Ug为输出电压的幅值，Eg为额定电压的幅值，Xv为虚拟感抗，kv为无功误差调节系数，Qset为无功功率的给定，Qe为无功功率；所述krv根据功率耦合系数确定；
在动态虚拟阻抗环路加上电压和无功功率的信息，动态在线适应线路阻抗的差异，当Ug/Eg小于1时，虚拟阻抗环等效阻抗大了，造成系统输出电压跌落，系统即时缩小感抗系数进行调节；当Ug/Eg大于1时，虚拟阻抗环路等效阻抗小了，造成系统电压偏高，系统即时增大感抗系数进行调节，动态虚拟阻抗通过负反馈进行调节，从而达到各VSG无功功率均分的效果；
所述krv根据功率耦合系数K确定，当功率耦合系数K大于预设基准值时krv为负，当功率耦合系数K小于等于预设基准值时krv为正；所述功率耦合系数K的计算过程为：
定义有功功率P对电势E的偏导与有功功率对功角δ的偏导的比值为无功控制对有功控制的耦合度系数Kp，定义无功功率Q对功角δ的偏导与无功功率Q对电势E的偏导的比值为有功控制对无功控制的耦合度系数Kq，计算公式如下：
其中，s为时域的微分，Lv为虚拟电感，Rv为虚拟电阻，δ为有功功率对功角，Xv为虚拟感抗，E为电势；
功率耦合系数K计算公式如下：
其中，Rv为虚拟电阻，δ为有功功率对功角，Xv为虚拟感抗。
3.根据权利要求2所述的并联储能系统，其特征在于，所述并联储能系统还包括：
输出相位同步单元，用于设任一个所述储能系统的输出相位为标准相位，其他所述储能系统的输出相位分别与所述标准相位作差，计算得到相位的控制输出补偿，把所述控制输出补偿加入相应所述储能系统的控制中，实现各所述储能系统的输出相位同步；相位控制输出补偿的计算公式如下：
当并联储能系统为两个时：
ω＝(kp+ki/s)(θ1-θ2) (6)
其中，ω为相位控制输出补偿值，ω2为第2个储能系统的相位，kp为比例系数，ki为积分系数，s为时域微分，θ1为第1个储能系统的输出角度，θ2为第2个储能系统的输出角度；
当并联储能系统为三个及以上时：
ω＝ω2-ωn+(kp+ki/s)(θ1-θ2) (7)
其中，ω为相位控制输出补偿值，ω2为第2个储能系统的相位，ωn为第n个储能系统的相位，kp为比例系数，ki为积分系数，s为时域微分，θ1为第1个储能系统的输出角度，θ2为第2个储能系统的输出角度。
4.一种并联储能装置，其特征在于，包括：
处理器；以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行如权利要求1所述并联储能系统控制方法。
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| 基于虚拟同步发电机的多逆变器并联改进控制策略;万晓凤等;《电机与控制学报》;20200229;第118-127页 * |
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