CN114172183A - 电力系统中储能的多目标协同控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及新型电力系统安全稳定控制技术领域，特别涉及一种电力系统中储能的多目标协同控制方法及装置，其中，方法包括：从电力系统中获取储能装置的电压信号和电流信号，并对电压信号和电流信号进行预处理，生成输入信号；根据输入信号执行多目标协同控制策略，计算储能装置的目标占空比；基于目标占空比控制储能装置的输入或者输出，实现多目标协同控制。由此，通过合理的能量管理和控制，实现储能应用功能的综合，可满足新型电力系统多时间尺度的功率和能量平衡需求，保障系统运行的稳定性和经济性。
Description
技术领域
本申请涉及新型电力系统安全稳定控制技术领域，特别涉及一种电力系统中储能的多 目标协同控制方法及装置。
背景技术
20世纪后期以来，随着电力电子变换和风、光等新能源发电技术的发展，电力系统已 经并将持续发生深刻变化，逐步过渡到以高比例新能源和高比电力电子(“双高”)为特征 的新型电力系统阶段。“双高”电力系统具有电力电子控制主导、多时间尺度(宽频带)动态、低惯性和弱抗扰性等特征，更兼一次能源(风速、光照)的强随机性和高波动性。这 给电力系统多时间尺度的功率与能量的平衡带来新的重大挑战，亟需寻找能在较宽时间尺 度调节功率和能量的技术和设备，以保障新型电力系统的安全、可靠、经济、高效运行。
储能设备可以在不同时间尺度上实现能量和功率的输入输出，在改善系统稳定性和运 行特性方面具有巨大潜力。但是目前储能的应用功能主要集中在电网辅助服务、提高新能 源并网发电稳定性和系统备用等方面，而在极短时间尺度的稳定性控制方面(例如惯性支 撑)和长时间尺度的无功控制方面(例如中长期的电压调节)少有应用。并且目前储能的 应用较为单一，在同一个场景下一种储能技术的应用功能往往局限在1～2种，少有综合了 多种储能应用功能的系统，未能充分利用储能的聚合效应。
发明内容
本申请提供一种电力系统中储能的多目标协同控制方法及装置，通过合理的能量管理 和控制，实现储能应用功能的综合，可满足新型电力系统多时间尺度的功率和能量平衡需 求，保障系统运行的稳定性和经济性。
本申请第一方面实施例提供一种电力系统中储能的多目标协同控制方法，包括以下步 骤：从电力系统中获取储能装置的电压信号和电流信号，并对所述电压信号和所述电流信 号进行预处理，生成输入信号；根据所述输入信号执行多目标协同控制策略，计算所述储 能装置的目标占空比；基于所述目标占空比控制所述储能装置的输入或者输出，实现多目 标协同控制。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述根据所述输入信号执行多目标协同控制策略， 包括：基于由所述输入信号，模拟同步发电机的转子运动方程，控制其中的虚拟惯量和调 频功率，并组合各有功控制环节输出的有功功率参考值，以实现工频有功控制的多目标协 同，达到平衡所述电力系统的多时间尺度的有功功率的条件；基于所述输入信号，组合各 无功控制环节输出的电压参考值和无功功率参考值，以实现工频无功控制的多目标协同， 达到平衡所述电力系统的多时间尺度的无功功率的条件；基于所述输入信号，组合各非工 频控制环节输出的电流参考值的d、q轴分量，以实现非工频控制的多目标协同，达到所述 电力系统的多时间尺度的非工频稳定条件；基于所述输入信号结合实际条件确定跟网型或 构网型控制，并整合外环控制的电流参考值，确定选取的控制模式。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述计算所述储能装置的目标占空比，包括：采 用电流内环控制对外环控制的电流参考值进行处理，得到电压参考值的d轴分量和q轴分 量；结合构网型控制得到的相位或锁相环得到的相位进行反dq变换和脉冲宽度调制，得到 所述储能装置的目标的占空比。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述生成输入信号，包括：根据预处理得到的三 相电压和三相电流计算所述储能装置的输出有功功率、输出无功功率、输出电压/电流的d 轴和q轴分量以及相角。
本申请第二方面实施例提供一种电力系统中储能的多目标协同控制装置，包括：生成 模块，用于从电力系统中获取储能装置的电压信号和电流信号，并对所述电压信号和所述 电流信号进行预处理，生成输入信号；计算模块，用于根据所述输入信号执行多目标协同 控制策略，计算所述储能装置的目标占空比；控制模块，用于基于所述目标占空比控制所 述储能装置的输入或者输出，实现多目标协同控制。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述计算模块包括：工频有功控制单元，用于基 于由所述输入信号，模拟同步发电机的转子运动方程，控制其中的虚拟惯量和调频功率， 并组合各有功控制环节输出的有功功率参考值，以实现工频有功控制的多目标协同，达到 平衡所述电力系统的多时间尺度的有功功率的条件；工频无功控制单元，用于基于所述输 入信号，组合各无功控制环节输出的电压参考值和无功功率参考值，以实现工频无功控制 的多目标协同，达到平衡所述电力系统的多时间尺度的无功功率的条件；非工频控制单元， 用于基于所述输入信号，组合各非工频控制环节输出的电流参考值的d、q轴分量，以实现 非工频控制的多目标协同，达到所述电力系统的多时间尺度的非工频稳定条件；控制模式 选取单元，用于基于所述输入信号结合实际条件确定跟网型或构网型控制，并整合外环控 制的电流参考值，确定选取的控制模式。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述计算模块，进一步用于，采用电流内环控制 对外环控制的电流参考值进行处理，得到电压参考值的d轴分量和q轴分量，结合构网型控制得到的相位或锁相环得到的相位进行反dq变换和脉冲宽度调制，得到所述储能装置的目标的占空比。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述生成输入信号，包括：
根据预处理得到的三相电压和三相电流计算所述储能装置的输出有功功率、输出无功 功率、输出电压/电流的d轴和q轴分量以及相角。
本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储 器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实 施例所述的电力系统中储能的多目标协同控制方法。
本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程 序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-5任一项所述的电力系统中储能的多目标协同 控制方法。
本申请实施例的电力系统中储能的多目标协同控制方法及装置，从电力系统中获取储 能装置的电压信号和电流信号，并对电压信号和电流信号进行预处理，生成输入信号；根 据输入信号执行多目标协同控制策略，计算储能装置的目标占空比；基于目标占空比控制 储能装置的输入或者输出，实现多目标协同控制。由此，通过合理的能量管理和控制，实 现储能应用功能的综合，可满足新型电力系统多时间尺度的功率和能量平衡需求，保障系 统运行的稳定性和经济性。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明 显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和 容易理解，其中：
图1为根据本申请实施例提供的一种电力系统中储能的多目标协同控制方法的流程图；
图2为根据本申请实施例提供的电力系统中储能的多目标协同控制方法逻辑框架图；
图3为根据本申请实施例的电力系统中储能的多目标协同控制装置的示例图；
图4为根据本申请实施例提供的电子设备结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同 或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描 述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
图1为根据本申请实施例提供的一种电力系统中储能的多目标协同控制方法的流程图。
如图1所示，该电力系统中储能的多目标协同控制方法包括以下步骤：
在步骤S101中，从电力系统中获取储能装置的电压信号和电流信号，并对电压信号和 电流信号进行预处理，生成输入信号。
可选地，在本申请的一个实施例中，生成输入信号，包括：
根据预处理得到的三相电压和三相电流计算储能装置的输出有功功率、输出无功功率、 输出电压/电流的d轴和q轴分量以及相角。
具体地，步骤S101用于从主电路中实时获取电压、电流信号并进行预处理，为多目标 协同控制环节提供输入信号。
在主电路中，电池与电池管理系统(Battery and Battery Management System，BBMS)通 过由PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制的储能变流器(PowerConversion System，PCS)和滤波电路接入电网并网点。多目标协同控制环节通过改变PWM控制变流 器以调整储能的运行状态，实现对电网有功、无功功率的调节。
控制环节的输入信号需要从主电路中实时获取：首先基于同步相量测量装置(Phasor Measurement Unit，PMU)测得储能装置的输出三相电压uabc和三相电流iabc等数据；然后分 别通过功率计算环节、dq变换和锁相环(Phase locked loop，PLL)得到储能设备的输出有功 功率pout、输出无功功率qout、输出电压/电流的d轴和q轴分量以及相角θPLL；最后将这 些数据发送到多目标协同控制环节。
在步骤S102中，根据输入信号执行多目标协同控制策略，计算储能装置的目标占空比。
可选地，在本申请的一个实施例中，根据输入信号执行多目标协同控制策略，包括：
基于由输入信号，模拟同步发电机的转子运动方程，控制其中的虚拟惯量和调频功率， 并组合各有功控制环节输出的有功功率参考值，以实现工频有功控制的多目标协同，达到 平衡电力系统的多时间尺度的有功功率的条件；
基于输入信号，组合各无功控制环节输出的电压参考值和无功功率参考值，以实现工 频无功控制的多目标协同，达到平衡电力系统的多时间尺度的无功功率的条件；
基于输入信号，组合各非工频控制环节输出的电流参考值的d、q轴分量，以实现非工 频控制的多目标协同，达到电力系统的多时间尺度的非工频稳定条件；
基于输入信号结合实际条件确定跟网型或构网型控制，并整合外环控制的电流参考值， 确定选取的控制模式。
具体地，步骤S102用于实现多目标协同的外环控制，即由输入信号得到电流参考值。 主要包括工频有功控制、工频无功控制、非工频控制和控制模式选取环节四部分。
1)工频有功控制
工频有功控制在短时间尺度的控制目标包括惯性支撑、快速调频等等，在中长时间尺 度的控制目标包括自动发电控制(Automatic Generation Control，AGC)、平滑新能源出力波 动、经济调度等等。该环节主要用于平衡电力系统多时间尺度的有功功率，提高频率稳定 性。
有功控制的基本原理是模拟同步发电机的转子运动方程，即：
其中：Kf为惯性支撑的传递函数；ω为模拟的转子转速；θp为模拟的转速积分得到的 相位，可认为是某一相电压的相位，也可以作为电压电流进行反dq变换时输入的相位；Δp 为有功功率变化量。
假设有功控制的功率参考值为pref，快速调频功率为pf，储能设备输出的有功功率为 pout，则有：
Δp＝pref-pf-pout (2)
快速调频控制目标可采用下垂控制、附加一次调频控制等方法实现，即：
pf＝KPΔω (3)
其中：KP为快速调频的传递函数。
各中长时间尺度有功控制目标通过有功功率参考值的组合实现协同控制，即：
pref＝f1(p1,p2,L,pn) (4)
其中：pj为中长时间尺度的有功控制环节j输出的有功功率参考值；f1为组合有功功 率参考值的函数，可以通过叠加、调制、切换等方式进行组合。
例如线性叠加的方式如下：
其中：aj为有功控制环节j的有功功率权重，可根据电网功率平衡需求和储能设备的 工况进行调整。
2)工频无功控制
工频无功控制在短时间尺度的控制目标包括过电压抑制、短期电压稳定等等，在中长 时间尺度的控制目标包括自动电压控制(Automatic Voltage Control，AVC)、中长期电压调节 等等。该环节主要用于平衡多时间尺度的无功功率，提高电压稳定性。
各短时间尺度的无功控制目标通过电压参考值的组合实现协同控制，即：
uref＝f2(u1,u2,L,un) (6)
其中：uj为短时间尺度的无功控制环节j输出的电压参考值；f2为组合电压参考值的 函数，同样地可以通过叠加、调制、切换等方式进行组合。
各中长时间尺度的无功控制目标通过无功功率参考值的组合实现协同控制，即：
qref＝f3(q1,q2,L,qn) (7)
其中：qj为中长时间尺度的无功控制环节j输出的无功功率参考值；f3为组合无功功 率参考值的函数，同样地可以通过叠加、调制、切换等方式进行组合。
得到电压和无功功率的参考值之后，可以结合由储能设备输出电压计算得到的电压有 效值urms和储能输出无功功率qout，经过PI环节得到内电势Eref和无功功率变化量Δq。
3)非工频控制
非工频控制的目标包括谐波/谐振抑制、次/超同步振荡抑制、电能质量控制等等，该环 节主要用于提高电力系统非工频稳定性。
各非工频控制根据输入的储能设备输出电压、电流的d、q轴分量，经过滤波、移相等 环节，可以得到非工频控制电流参考值的d、q轴分量。各非工频控制目标通过电流参考值 的组合实现协同控制，即：
其中：idj和iqj为非工频控制环节j输出的电流参考值d、q轴分量；
和
为非工频控 制输出的电流参考值d、q轴分量；f4和f5为组合电流参考值d、q轴分量的函数，同样地 可以通过叠加、调制、切换等方式进行组合。
4)控制模式选取环节
该环节用于结合实际条件如电网强度、功能需求等选择跟网型(GFM，Grid-following) 或构网型(GFL，Grid-forming)控制，并整合外环控制的电流参考值。
在GFM中，虚拟阻尼可以模拟同步机定子的电阻和漏抗，即相角θp和内电势Eref经过 虚拟阻尼控制环节得到GFM控制的电流参考值d轴分量idref,1和q轴分量iqref,1。
在GFL控制中，有功、无功功率变化量经过PI环节可以得到电流参考值d轴分量idref,2和q轴分量iqref,2。
非工频控制得到的电流参考值可通过与工频电流参考值d轴和q轴叠加的方式进行组 合，即：
其中：i′dref和i′qref是外环控制输出的电流参考值；idref和iqref为工频控制选取的电流参考 值。
可选地，在本申请的一个实施例中，计算储能装置的目标占空比，包括：
采用电流内环控制对外环控制的电流参考值进行处理，得到电压参考值的d轴分量和q 轴分量；
结合构网型控制得到的相位或锁相环得到的相位进行反dq变换和脉冲宽度调制，得到 储能装置的目标的占空比。
首先采用典型的电流内环控制对外环控制的电流参考值进行处理，得到电压参考值的d 轴分量udref和q轴分量uqref；然后结合相位θP或锁相环得到的相位θPLL进行反dq变换，得 到PWM控制环节的输入信号。
在步骤S103中，基于目标占空比控制储能装置的输入或者输出，实现多目标协同控制。
具体地，得到上述的目标占空比后，将其输入储能装置以控制储能装置的输入和输出， 进而实现储能的多目标协同控制。
下面结合附图和具体实施例对本申请的电力系统中储能的多目标协同控制方法进行详 细说明。
如图2所示，首先，通过PMU测得储能装置的三相输出电压uabc和输出电流iabc等数据， 将数据发送到储能装置中装有多目标协同控制软件的处理器。在多目标协同控制的处理器 中，对储能装置的输出电压、电流数据进行预处理，得到储能设备输出有功功率pout、输 出无功功率qout、输出电压电流的d和q轴分量以及相角θPLL等数据。其次，经过外环控制中的工频有功控制、工频无功控制、非工频控制和控制模式选取环节以及内环控制、PWM 控制环节，计算得到PWM控制信号。最后，将PWM控制信号通过光纤输送到PCS中的 开关管(例如IGBT)控制端，控制其导通/关断以调整储能设备的输入/输出，实现储能的 多目标协同控制。
根据本申请实施例提出的电力系统中储能的多目标协同控制方法，从电力系统中获取 储能装置的电压信号和电流信号，并对电压信号和电流信号进行预处理，生成输入信号； 根据输入信号执行多目标协同控制策略，计算储能装置的目标占空比；基于目标占空比控 制储能装置的输入或者输出，实现多目标协同控制。由此，通过合理的能量管理和控制， 实现储能应用功能的综合，可满足新型电力系统多时间尺度的功率和能量平衡需求，保障 系统运行的稳定性和经济性。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的电力系统中储能的多目标协同控制装置。
图3为根据本申请实施例的电力系统中储能的多目标协同控制装置的示例图。
如3所示，该电力系统中储能的多目标协同控制装置10包括：生成模块100、计算模块200和控制模块300。
其中，生成模块100，用于从电力系统中获取储能装置的电压信号和电流信号，并对所 述电压信号和所述电流信号进行预处理，生成输入信号。计算模块200，用于根据所述输 入信号执行多目标协同控制策略，计算所述储能装置的目标占空比。控制模块300，用于基于所述目标占空比控制所述储能装置的输入或者输出，实现多目标协同控制。
可选地，在本申请的一个实施例中，计算模块200包括：工频有功控制单元，用于基于由输入信号，模拟同步发电机的转子运动方程，控制其中的虚拟惯量和调频功率，并组合各有功控制环节输出的有功功率参考值，以实现工频有功控制的多目标协同，达到平衡电力系统的多时间尺度的有功功率的条件；工频无功控制单元，用于基于输入信号，组合各无功控制环节输出的电压参考值和无功功率参考值，以实现工频无功控制的多目标协同， 达到平衡电力系统的多时间尺度的无功功率的条件；；非工频控制单元，用于基于输入信号， 组合各非工频控制环节输出的电流参考值的d、q轴分量，以实现非工频控制的多目标协同， 达到电力系统的多时间尺度的非工频稳定条件；控制模式选取单元，用于基于输入信号结 合实际条件确定跟网型或构网型控制，并整合外环控制的电流参考值，确定选取的控制模 式。
可选地，在本申请的一个实施例中，计算模块，进一步用于，采用电流内环控制对外 环控制的电流参考值进行处理，得到电压参考值的d轴分量和q轴分量，结合构网型控制得到的相位或锁相环得到的相位进行反dq变换和脉冲宽度调制，得到储能装置的目标的占空比。
可选地，在本申请的一个实施例中，生成输入信号，包括：
根据预处理得到的三相电压和三相电流计算所述储能装置的输出有功功率、输出无功 功率、输出电压/电流的d轴和q轴分量以及相角。
需要说明的是，前述对电力系统中储能的多目标协同控制方法实施例的解释说明也适 用于该实施例的电力系统中储能的多目标协同控制装置，此处不再赘述。
根据本申请实施例提出的电力系统中储能的多目标协同控制装置，从电力系统中获取 储能装置的电压信号和电流信号，并对电压信号和电流信号进行预处理，生成输入信号； 根据输入信号执行多目标协同控制策略，计算储能装置的目标占空比；基于目标占空比控 制储能装置的输入或者输出，实现多目标协同控制。由此，通过合理的能量管理和控制， 实现储能应用功能的综合，可满足新型电力系统多时间尺度的功率和能量平衡需求，保障 系统运行的稳定性和经济性。
图4为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括：
存储器401、处理器402及存储在存储器401上并可在处理器402上运行的计算机程序。
处理器402执行程序时实现上述实施例中提供的电力系统中储能的多目标协同控制方 法。
进一步地，电子设备还包括：
通信接口403，用于存储器401和处理器402之间的通信。
存储器401，用于存放可在处理器402上运行的计算机程序。
存储器401可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
如果存储器401、处理器402和通信接口403独立实现，则通信接口403、存储器401和处理器402可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(PeripheralComponent， 简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称 为EISA)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4中 仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的，在具体实现上，如果存储器401、处理器402及通信接口403，集成在一块芯片上实现，则存储器401、处理器402及通信接口403可以通过内部接口完成相互间的通 信。
处理器402可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特 定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本 申请实施例的一个或多个集成电路。
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器 执行时实现如上的电力系统中储能的多目标协同控制方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、 或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包 含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须 针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一 个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合 和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者 隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐 含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三 个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个 或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分， 并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序， 包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的 实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实 现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令 执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行 系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设 备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或N个布 线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只 读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及 便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述 程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行 编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储 在计算机存储器中。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实 施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或 固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技 术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离 散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可 编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可 以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中， 该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各 个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既 可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以 软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读 取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了 本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制， 本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种电力系统中储能的多目标协同控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
从电力系统中获取储能装置的电压信号和电流信号，并对所述电压信号和所述电流信号进行预处理，生成输入信号；
根据所述输入信号执行多目标协同控制策略，计算所述储能装置的目标占空比；以及
基于所述目标占空比控制所述储能装置的输入或者输出，实现多目标协同控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述输入信号执行多目标协同控制策略，包括：
基于由所述输入信号，模拟同步发电机的转子运动方程，控制其中的虚拟惯量和调频功率，并组合各有功控制环节输出的有功功率参考值，以实现工频有功控制的多目标协同，达到平衡所述电力系统的多时间尺度的有功功率的条件；
基于所述输入信号，组合各无功控制环节输出的电压参考值和无功功率参考值，以实现工频无功控制的多目标协同，达到平衡所述电力系统的多时间尺度的无功功率的条件；
基于所述输入信号，组合各非工频控制环节输出的电流参考值的d、q轴分量，以实现非工频控制的多目标协同，达到所述电力系统的多时间尺度的非工频稳定条件；
基于所述输入信号结合实际条件确定跟网型或构网型控制，并整合外环控制的电流参考值，确定选取的控制模式。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所述储能装置的目标占空比，包括：
采用电流内环控制对外环控制的电流参考值进行处理，得到电压参考值的d轴分量和q轴分量；
结合构网型控制得到的相位或锁相环得到的相位进行反dq变换和脉冲宽度调制，得到所述储能装置的目标的占空比。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成输入信号，包括：
根据预处理得到的三相电压和三相电流计算所述储能装置的输出有功功率、输出无功功率、输出电压/电流的d轴和q轴分量以及相角。
5.一种电力系统中储能的多目标协同控制装置，其特征在于，包括：
生成模块，用于从电力系统中获取储能装置的电压信号和电流信号，并对所述电压信号和所述电流信号进行预处理，生成输入信号；
计算模块，用于根据所述输入信号执行多目标协同控制策略，计算所述储能装置的目标占空比；以及
控制模块，用于基于所述目标占空比控制所述储能装置的输入或者输出，实现多目标协同控制。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算模块包括：
工频有功控制单元，用于基于由所述输入信号，模拟同步发电机的转子运动方程，控制其中的虚拟惯量和调频功率，并组合各有功控制环节输出的有功功率参考值，以实现工频有功控制的多目标协同，达到平衡所述电力系统的多时间尺度的有功功率的条件；
工频无功控制单元，用于基于所述输入信号，组合各无功控制环节输出的电压参考值和无功功率参考值，以实现工频无功控制的多目标协同，达到平衡所述电力系统的多时间尺度的无功功率的条件；；
非工频控制单元，用于基于所述输入信号，组合各非工频控制环节输出的电流参考值的d、q轴分量，以实现非工频控制的多目标协同，达到所述电力系统的多时间尺度的非工频稳定条件；
控制模式选取单元，用于基于所述输入信号结合实际条件确定跟网型或构网型控制，并整合外环控制的电流参考值，确定选取的控制模式。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算模块，进一步用于，采用电流内环控制对外环控制的电流参考值进行处理，得到电压参考值的d轴分量和q轴分量，结合构网型控制得到的相位或锁相环得到的相位进行反dq变换和脉冲宽度调制，得到所述储能装置的目标的占空比。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述生成输入信号，包括：
根据预处理得到的三相电压和三相电流计算所述储能装置的输出有功功率、输出无功功率、输出电压/电流的d轴和q轴分量以及相角。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-4任一项所述的电力系统中储能的多目标协同控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-4任一项所述的电力系统中储能的多目标协同控制方法。
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|---|---|---|---|
| CN202111501022.2A CN114172183A (zh) | 2021-12-09 | 2021-12-09 | 电力系统中储能的多目标协同控制方法及装置 |
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| CN202111501022.2A CN114172183A (zh) | 2021-12-09 | 2021-12-09 | 电力系统中储能的多目标协同控制方法及装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114465281A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-05-10 | 中国科学院电工研究所 | 一种分布式光伏发电系统的构网跟网统一化控制方法 |
| CN114884360A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-08-09 | 电子科技大学 | 一种适用于宽范围场景的无功功率最优双向调制策略 |
| CN115579944A (zh) * | 2022-10-18 | 2023-01-06 | 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 | 一种具有自限流保护能力的构网型储能控制系统及方法 |
| EP4258504A1 (en) * | 2022-04-08 | 2023-10-11 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Converter and method for operating thereof |
-
2021
- 2021-12-09 CN CN202111501022.2A patent/CN114172183A/zh active Pending
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