CN116418009A - 储能电站及其无功功率配置方法、系统、存储介质 - Google Patents

储能电站及其无功功率配置方法、系统、存储介质 Download PDF

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CN116418009A
CN116418009A CN202310245163.5A CN202310245163A CN116418009A CN 116418009 A CN116418009 A CN 116418009A CN 202310245163 A CN202310245163 A CN 202310245163A CN 116418009 A CN116418009 A CN 116418009A
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卢艳华
余东旭
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Contemporary Amperex Technology Co Ltd
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Ningde Times Future Energy Shanghai Research Institute Co ltd
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种储能电站及其无功功率配置方法、系统、存储介质，方法包括：获取与储能电站连接的电网的无功功率需求；基于无功功率需求，确定储能电站中储能组件和固定补偿组件待输出的无功功率补偿量，固定补偿组件包括电容器和/或电抗器；控制储能组件和固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量。上述方案，能够对电网进行无功功率补偿。

Description

储能电站及其无功功率配置方法、系统、存储介质
技术领域
本申请涉及测试技术领域，特别是涉及一种储能电站及其无功功率配置方法、系统、存储介质。
背景技术
随着新能源发电规模的不断增大，平抑电压波动的动态无功需求增大，传统电容器存在最大投切次数限制(每日投切3次)，且传统机械式无功补偿设备无法提供实时动态无功补偿，造成新能源汇集站的无功调压困难。
发明内容
本申请至少提供一种储储能电站及其无功功率配置方法、系统、存储介质。
本申请提供了一种储能电站的无功功率配置方法，包括：获取与储能电站连接的电网的无功功率需求；基于无功功率需求，确定储能电站中储能组件和固定补偿组件待输出的无功功率补偿量，固定补偿组件包括电容器和/或电抗器；控制储能组件和固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量。
在上述方案中，储能电站的储能组件可以作为无功补偿设备输出无功功率，通过获取电网的无功功率需求，分别确定的该储能电站中储能组件和包含电容器和/或电抗器的固定补偿组件待输出的无功功率补偿量，然后控制储能组件和固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量，通过结合储能组件和固定补偿组件共同对电网进行无功功率补偿，能够起到更好的无功功率补偿效果。
在一些实施例中，基于无功功率需求，确定储能电站中储能组件和固定补偿组件待输出的无功功率补偿量，包括：对无功功率需求进行划分，得到储能组件待输出的第一无功功率补偿量以及固定补偿组件待输出的第二无功功率补偿量，其中，第一无功功率补偿量与第二无功功率补偿量之和为无功功率需求；控制储能组件和固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量，包括：控制储能组件输出第一无功功率补偿量，以及控制固定补偿组件输出第二无功功率补偿量。
在上述方案中，通过对无功功率需求进行划分，让固定补偿组件补偿第二无功功率补偿量，储能组件补偿第一无功功率补偿量，并且第一无功功率补偿量与第二无功功率补偿量之和为无功功率需求，使得储能组件待输出的第一无功功率补偿量和固定补偿组件待输出的第二无功功率补偿量能够满足电网的无功功率需求。
在一些实施例中，无功功率需求为预设时间段内各时刻的无功功率需求，对无功功率需求进行划分，得到储能组件待输出的第一无功功率补偿量以及固定补偿组件待输出的第二无功功率补偿量，包括：确定各时刻的无功功率需求中的目标无功功率需求，目标无功功率需求为除最大无功功率需求以外的任意一个无功功率需求；以目标无功功率需求为界，对各时刻的无功功率需求进行划分，得到各无功功率需求对应的第一无功功率补偿量以及第二无功功率补偿量。
在上述方案中，将一段时间内各时刻的无功功率需求中的其中一个无功功率需求作为目标无功功率需求，然后基于该目标无功功率需求对各时刻的无功功率需求进行划分，使得固定补偿设备能够对电网进行固定补偿，储能组件能够对电网进行动态补偿，从而提高无功功率补偿的精准性。
在一些实施例中，目标无功功率需求为最小无功功率需求或目标无功功率需求为最小无功功率需求和最大无功功率需求中间的其中一个无功功率需求，第二无功功率补偿量小于或等于目标无功功率需求，第一无功功率补偿量为各时刻的无功功率需求与目标无功功率需求之差。
在上述方案中，通过提供多种确定目标无功功率需求的方式，使得确定第一无功功率补偿量和第二无功功率补偿量的方式更为灵活。
在一些实施例中，第一无功功率补偿量和第二无功功率补偿量为补偿电压或补偿电流，对无功功率需求进行划分，得到储能组件待输出的第一无功功率补偿量以及固定补偿组件待输出的第二无功功率补偿量，包括：基于各时刻的无功功率需求，生成调制波，调制波用于表示各时刻的补偿电压需求或补偿电流需求；对调制波进行划分，在调制波用于表示各时刻的补偿电压需求的情况下得到储能组件和固定补偿组件待输出的补偿电压，或在调制波用于表示各时刻的补偿电流需求的情况下得到储能组件和固定补偿组件待输出的补偿电流。
在上述方案中，通过基于无功功率需求生成调制波，然后根据调制波生成对应的补偿电流或补偿电压，实现了通过对电网进行电流补偿或电压补偿的方式达到对电网进行无功功率补偿的效果。
在一些实施例中，基于各时刻的无功功率需求，生成调制波，包括：获取电网的有功功率需求以及无功功率需求，确定内环电流控制器输出电流的直轴电流参考值和交轴电流参考值；基于直轴电流参考值和交轴电流参考值，生成调制波。
在上述方案中，储能组件能够输出有功功率和无功功率，也就是储能组件的容量兼顾有功和无功两部分，通过获取电网的有功功率需求和无功功率需求，确定调制波，能够使得储能组件兼顾有功功率和无功功率两部分。
在一些实施例中，电力系统处于稳态时电网的有功功率需求大于电力系统处于暂态时电网的无功功率需求，电力系统处于稳态时电网的无功功率需求小于电力系统处于暂态时电网的无功功率需求。
在上述方案中，电力系统处于暂态时电网的有功功率需求降低，无功功率需求提高，使得储能组件主要发无功，以支持电力系统的电压回复。
在一些实施例中，无功功率补偿量为补偿电压，储能组件与变电站母线连接，方法还包括：获取变电站母线上的初始谐波电压以及预设谐波电压畸变率；基于初始谐波电压以及预设谐波电压畸变率，确定储能组件的补偿谐波电压；将补偿谐波电压与储能组件待输出的补偿电压进行融合，得到储能组件的最终待补偿电压；控制储能组件和固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量，包括：控制储能组件输出最终待补偿电压。
在上述方案中，通过获取变电站母线上的初始谐波电压以及预先设置的谐波电压畸变率能够获取储能组件待输出的补偿谐波电压，利用补偿谐波电压对初始谐波电压进行补偿，使得变电站母线上补偿后的谐波电压的畸变率降低。
在一些实施例中，基于初始谐波电压以及预设谐波电压畸变率，确定储能组件的补偿谐波电压，包括：基于预设谐波电压畸变率，确定母线上补偿后的目标谐波电压；根据目标谐波电压以及初始谐波电压，确定补偿谐波电压。
在上述方案中，通过预设谐波电压畸变率能够确定变电站母线上补偿后的目标谐波电压，然后根据目标谐波电压和初始谐波电压，能够确定储能组件待输出的补偿谐波电压，根据该方式能够使得补偿后的目标谐波电压的畸变率满足条件。
本申请提供了一种储能电站的无功功率配置系统，包括：需求获取模块、补偿量确定模块以及控制模块。需求获取模块，用于获取与储能电站连接的电网的无功功率需求；补偿量确定模块，用于基于无功功率需求，确定储能电站中储能组件和固定补偿组件待输出的无功功率补偿量，固定补偿组件包括电容器和/或电抗器；控制模块，用于控制储能组件和固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量。
本申请提供了一种储能电站，包括上述配置系统。
本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，程序指令被处理器执行时实现上述方法。
在上述方案中，通过获取电网的无功功率需求，分别确定的该储能电站中储能组件和包含电容器和/或电抗器的固定补偿组件待输出的无功功率补偿量，然后控制储能组件和固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量，通过结合储能组件和固定补偿组件共同对电网进行无功功率补偿，能够起到更好的无功功率补偿效果。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。
图1是本申请提供的储能电站的无功功率配置方法一实施例的流程示意图；
图2是图1中步骤S12的子流程示意图；
图3是电网的无功功率需求的示意图；
图4是储能电站的无功功率配置方案一；
图5是储能电站的无功功率配置方案二；
图6是初始谐波电压、补偿谐波电压以及目标谐波电压之间的关系示意图；
图7是储能组件和固定补偿组件与变电站母线的连接示意图；
图8是本申请提供的配置系统一实施例的结构示意图；
图9是本申请提供的电子设备一实施例的结构示意图；
图10是本申请计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本申请实施例的方案进行详细说明。
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定子系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，本文中的“多”表示两个或者多于两个。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
本方案发明人发现随着新能源发电规模的不断增大，平抑电压波动的动态无功需求增大，传统电容器存在最大投切次数限制(每日投切3次)，且传统机械式无功补偿设备无法提供实时动态无功补偿，造成新能源汇集站近区无功调压困难。在这种情况下，若在电力系统中使用专门的无功补偿设备(例如，SVG、SVC等设备)，系统的复杂性很高，还很容易产生振荡。故，本方案发明人提出了一种结合储能电站中的储能组件和固定补偿组件结合对电网进行无功补偿的方式，在降低系统复杂性的情况下，进一步降低引发振荡的可能性。
请参阅图1，本申请提供的储能电站的无功功率配置方法可以包括以下步骤S11至步骤S13的内容。步骤S11：获取与储能电站连接的电网的无功功率需求。步骤S12：基于无功功率需求，确定储能电站中储能组件和固定补偿组件待输出的无功功率补偿量。步骤S13：控制储能组件和固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量。
固定补偿组件包括电容器和/或电抗器。一些应用场景中，固定补偿组件包括电容器。一些应用场景中，固定补偿组件包括电抗器。还有一些应用场景中，固定补偿组件包括电容器和电抗器。电网为电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的整体。获取与储能电站连接的电网的无功功率需求的方式可以是通过电网的自动电压控制系统获取，或者是调度系统获取，当前还可以是当前任意能够获取电网的无功功率需求的方式，此处不做具体限定。储能组件和固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量之后，能够对电网进行无功功率补偿，满足电网的无功功率需求。其中，储能组件和固定补偿组件待输出的无功功率补偿量可以是补偿电压，也可以是补偿电流。其中，在无功功率补偿量为补偿电压时，储能组件和固定补偿组件以输出电压实现对电网无功功率进行补偿。在无功功率补偿量为电流时，储能组件和固定补偿组件以输出电流的方式实现对电网无功功率进行补偿。
在上述方案中，通过获取电网的无功功率需求，分别确定的该储能电站中储能组件和包含电容器和/或电抗器的固定补偿组件待输出的无功功率补偿量，然后控制储能组件和固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量，能够对电网进行无功功率补偿，达到提高电网的功率因素的效果。
在一些实施例中，基于无功功率需求，确定储能电站中储能组件和固定补偿组件待输出的无功功率补偿量的方式可以是：对无功功率需求进行划分，得到储能组件待输出的第一无功功率补偿量以及固定补偿组件待输出的第二无功功率补偿量，其中，第一无功功率补偿量与第二无功功率补偿量之和为无功功率需求；控制储能组件和固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量，包括：控制储能组件输出第一无功功率补偿量，以及控制固定补偿组件输出第二无功功率补偿量。
其中，储能组件待输出的第一无功功率补偿量与固定补偿组件待输出的第二无功功率补偿量之和为无功功率需求具体可以是，储能组件和固定补偿组件可以是以输出电流的方式输出无功功率，储能组件和固定补偿组件可以是以输出电压的方式输出无功功率。储能组件和固定补偿组件输出的无功功率之和即为无功功率需求。换言之，无功功率需求中的一部分由储能组件进行补偿，另一部分由固定补偿组件补偿。
在上述方案中，通过对无功功率需求进行划分，使得储能组件待输出的第一无功功率补偿量和固定补偿组件待输出的第二无功功率补偿量能够满足电网的无功功率需求。
在一些实施例中，无功功率需求为预设时间段内各时刻的无功功率需求。请同时参阅图2，上述对无功功率需求进行划分，得到储能组件待输出的第一无功功率补偿量以及固定补偿组件待输出的第二无功功率补偿量的方式可以包括步骤S121至步骤S122的内容：步骤S121：确定各时刻的无功功率需求中的目标无功功率需求。目标无功功率需求为除最大无功功率需求以外的任意一个无功功率需求。步骤S122：以目标无功功率需求为界，对各时刻的无功功率需求进行划分，得到各无功功率需求对应的第一无功功率补偿量以及第二无功功率补偿量。
预设时间段可以是获取与储能电站连接的电网的无功功率需求的时刻及以前的一段时间，也可以是获取与储能电站连接的电网的无功功率需求的时刻及以后的一段时间。过去一段时间内各时刻的无功功率需求可以是实际的功率需求，该时刻以后的一段时间内各时刻的无功功率需求可以是基于该时刻的无功功率需求以及过去一段时间的无功功率需求预测得到。一般认为短时间内的无功功率需求的变化在一定的范围内波动，所以能够基于过去一段时间内的无功功率需求的变化预测未来一段时间范围内的无功功率需求的变化。目标无功功率需求为除最大无功功率需求以外的任意一个无功功率需求具体可以是最小无功功率需求或最小无功功率需求与最大无功功率需求之间的无功功率需求。
在上述方案中，将一段时间内各时刻的无功功率需求中的其中一个无功功率需求作为目标无功功率需求，然后基于该目标无功功率需求对各时刻的无功功率需求进行划分，使得固定补偿设备能够对电网进行固定补偿，储能组件能够对电网进行动态补偿，从而提高无功功率补偿的精准性。
在一些实施例中，目标无功功率需求为最小无功功率需求或目标无功功率需求为最小无功功率需求和最大无功功率需求中间的其中一个无功功率需求。第二无功功率补偿量小于或等于目标无功功率需求，第一无功功率补偿量为各时刻的无功功率需求与目标无功功率需求之差。
如图3至图5所示，图3示出了预设时间段内各时刻的无功功率需求Q的变化，图4对应的无功配置方案一中，目标无功功率需求为最小无功功率需求时，第一无功功率补偿量和第二无功功率补偿量对应的补偿范围。图5对应的无功配置方案二中，目标无功功率需求为最小无功功率需求和最大无功功率需求中间的其中一个无功功率需求时，第一无功功率补偿量和第二无功功率补偿量对应的补偿范围。图4中，目标无功功率需求为最小无功功率需求，各无功功率中小于或等于目标无功功率需求的部分由固定补偿组件进行补偿，大于目标无功功率需求的部分由储能组件进行补偿，储能组件补偿的无功功率与固定补偿组件补偿的无功功率之间无重叠部分，也就是能组件补偿的无功功率与固定补偿组件补偿的无功功率之间不存在部分功率抵消的情况。图5中，固定补偿组件固定输出目标无功功率需求大小的无功功率，若无功功率需求大于目标无功功率需求，则无功功率需求与目标无功功率需求之差由储能组件进行补偿，此时储能组件和固定补偿组件输出的无功功率无相互抵消部分；若无功功率需求小于目标无功功率需求，则目标无功功率需求与无功功率需求之差由储能组件进行补偿，此时储能组件和固定补偿组件输出的无功功率之间存在相互抵消部分。
在上述方案中，通过提供多种确定目标无功功率需求的方式，使得确定第一无功功率补偿量和第二无功功率补偿量的方式更为灵活。
在一些实施例中，第一无功功率补偿量和第二无功功率补偿量为补偿电压或补偿电流。上述对无功功率需求进行划分，得到储能组件待输出的第一无功功率补偿量以及固定补偿组件待输出的第二无功功率补偿量的方式可以是：基于各时刻的无功功率需求，生成调制波。调制波用于表示各时刻的补偿电压需求或补偿电流需求。然后，对调制波进行划分，在调制波用于表示各时刻的补偿电压需求的情况下得到储能组件和固定补偿组件待输出的补偿电压。或在调制波用于表示各时刻的补偿电流需求的情况下得到储能组件和固定补偿组件待输出的补偿电流。
无功功率补偿量为补偿电压指的是通过输出电压的方式实现对无功功率进行补偿，无功功率补偿量为补偿电流指的是通过输出电流的方式实现对无功功率进行补偿。通过对无功功率需求进行分析，能够得到调制波，该调制波用于表示各时刻储能组件和固定补偿组件共同需要输出的补偿电流或补偿电压。然后对调制波进行划分，得到储能组件和固定补偿组件待输出的补偿电流或补偿电流。
在上述方案中，通过基于无功功率需求生成调制波，然后根据调制波生成对应的补偿电流或补偿电压，实现了通过对电网进行电流补偿或电压补偿的方式达到对电网进行无功功率补偿的效果。
在一些实施例中，基于各时刻的无功功率需求，生成调制波，包括：获取电网的有功功率需求以及无功功率需求，确定内环电流控制器输出电流的直轴电流参考值和交轴电流参考值。然后，基于直轴电流参考值和交轴电流参考值，生成调制波。
也就是，根据有功、无功功率或直流电压、交流电压等参考值，计算内环电流控制器输出电流的dq轴参考值idref和iqref，最终生成调制波。dq轴参考值idref和iqref分别是上述直轴电流参考值和交轴电流参考值。基于直轴电流参考值和交轴电流参考值，生成调制波的方式可参考常规的方式，此处不做具体限定。
在上述方案中，储能组件能够输出有功功率和无功功率，也就是储能组件的容量兼顾有功和无功两部分，通过获取电网的有功功率需求和无功功率需求，确定调制波，能够使得储能组件兼顾有功功率和无功功率两部分。
在一些实施例中，电力系统处于稳态时电网的有功功率需求大于电力系统处于暂态时电网的无功功率需求，电力系统处于稳态时电网的无功功率需求小于电力系统处于暂态时电网的无功功率需求。
电力系统的稳态和暂态时是由于电路中有电磁振荡。这两种状态为电力系统常见的状态。稳态是电力系统运行的状态之一，稳态时系统的运行参量，电压、电流、功率等，保持不变。在电网的实际运行中，理想的稳态很少存在。因此，工程中的稳态认为，电力系统的运行参量持续在某一平均值附近变化，且变化很小。工程中稳态波动范围用相对偏差表示，常见的偏差取值为5％、2％和1％等。其中，电力系统处于暂态时的有功功率需求相对于电力系统处于稳态时的有功功率需求降低，电力系统处于暂态时的无功功率需求相对于电力系统处于稳态时的无功功率需求提高。无功功率需求提高也就是储能组件和固定补偿组件共同需要补偿更多的无功功率，而固定补偿组件需要补偿的无功功率固定不变，变动部分由储能组件进行补偿，若在无功补偿方案一中储能组件的补偿量增加，在无功补偿方案二中无功功率需求提高较多时，储能组件的补偿量也增加。换言之，在稳态时，固定补偿组件的存在能够相对降低储能组件输出的无功补偿量。故障下，如系统发生两相短路、三相短路故障，容量较大的储能电站，储能组件应提供瞬时无功支撑，储能组件通过注入无功电流或无功电压支撑电压恢复。储能组件此时主要发无功，有功指令值降低，故障恢复后，快速恢复有功。
在上述方案中，电力系统处于暂态时电网的有功功率需求降低，无功功率需求提高，使得储能组件主要发无功，以支持电力系统的电压回复。
在一些实施例中，无功功率补偿量为补偿电压。储能组件与变电站母线连接。方法还包括：获取变电站母线上的初始谐波电压以及预设谐波电压畸变率。基于初始谐波电压以及预设谐波电压畸变率，确定储能组件的补偿谐波电压。将补偿谐波电压与储能组件待输出的补偿电压进行融合，得到储能组件的最终待补偿电压。在此基础上，控制储能组件和固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量的方式可以是：控制储能组件输出最终待补偿电压。
随着新能源加海风等应用场景越来越多，本来配网中才有的谐波超标问题，已上升至主网。储能组件可兼顾解决谐波治理问题。通过提供谐波治理等功能，能够改善电网电能质量。预设谐波电压畸变率可以用各次谐波电压的均方根值与基波电压有效值之比的百分数表示。例如，预设谐波电压畸变率(THDu)可以是2％。通过储能组件对初始谐波电压进行补偿之后，使得补偿后的变电站母线上的谐波电压的幅值不超过THDu＝2％的幅值边界圆。补偿谐波电压和储能组件待输出的补偿电压之间进行融合的方式可以是叠加或部分抵消等任意能够满足无功补偿和谐波补偿的效果的方式，此处不做具体限定。
在上述方案中，通过获取变电站母线上的初始谐波电压以及预先设置的谐波电压畸变率能够获取储能组件待输出的补偿谐波电压，利用补偿谐波电压对初始谐波电压进行补偿，使得变电站母线上补偿后的谐波电压的畸变率降低。
在一些实施例中，上述基于初始谐波电压以及预设谐波电压畸变率，确定储能组件的补偿谐波电压的方式可以是：基于预设谐波电压畸变率，确定母线上补偿后的目标谐波电压。然后，根据目标谐波电压以及初始谐波电压，确定补偿谐波电压。
初始谐波电压、补偿谐波电压以及目标谐波电压之间的关系如图6所示。变电站母线谐波电压用向量
Figure BDA0004126105730000111
表示，为将谐波电压畸变率治理到限值内(假如取2％)，通过储能发出补偿电压进行谐波电压治理，补偿后目标谐波电压用向量/>
Figure BDA0004126105730000121
表示，其中电压幅值不超过THDu＝2％的幅值边界圆，相角偏移角度为a。在储能组件输出的谐波补偿电压相位偏差值为b的情况下，谐波补偿电压幅值的最大和最小值可通过余弦定理(公式1)可求得，这种情况下，补偿后的母线谐波电压的相角偏移角度a可通过(公式2)求得，相位偏差不能超过最大值(公式3)，否则无法达到补偿目标。/>
Figure BDA0004126105730000122
即为储能需要发出的谐波补偿调制波。
Figure BDA0004126105730000123
Figure BDA0004126105730000124
Figure BDA0004126105730000125
其中，UT表示向量
Figure BDA0004126105730000126
的大小，UB表示向量/>
Figure BDA0004126105730000127
的大小，US表示向量/>
Figure BDA0004126105730000128
的大小。
在上述方案中，通过预设谐波电压畸变率能够确定变电站母线上补偿后的目标谐波电压，然后根据目标谐波电压和初始谐波电压，能够确定储能组件待输出的补偿谐波电压，根据该方式能够使得补偿后的目标谐波电压的畸变率满足条件。
如图7所示，固定补偿组件包括电容器C1和电抗器C2。电容器C1和电抗器C2分别与变电站母线并联，储能组件可以是与变电站母线串联。其中，同一时刻电容器C1和电抗器C2选择其中一个与变电站母线连接。其中，储能组件、电容器C1和电抗器C2前都可接一个开关，例如电容器C1与开关CB1连接，电抗器C2与开关CB2连接，储能组件与开关CB3连接。
无功平衡采用电抗器、电容器与储能组件相结合，对电网进行无功补偿，减小储能组件的无功功率输出，降低因大量无功增加的设备容量。这种电抗器、电容器与储能组件相结合可以认为是固定补偿(电容器+电抗器)和动态补偿(储能组件)配合。动态无功需求采用储能，电能质量治理采用储能；因此储能容量设计按照有功输送容量和动态无功需求结合设计。无功平衡的基本要求：电力系统中的无功电源(储能组件加固定补偿组件等组件)可能发出的无功功率应该大于或至少等于电网中负荷所需要的无功功率和传输过程中的无功损耗之和。为了确保运行可靠性和适应无功负荷的增长，系统必须配置一定的无功备用容量。无功平衡即为电源提供的无功功率、无功负荷、网络无功损耗和无功功率备用的平衡。电源提供的无功功率可以认为是储能组件提供的无功功率或变电站母线输入到电网的无功功率、无功负荷以及网络无功损耗可以认为是电网的无功功率需求，无功功率备用可以是电容器和电抗器的无功功率。通过电容器和电抗器需要输出的无功功率，能够确定电容器和电抗器的容量。本实施例中，储能组件既可以作为电力电子变换器输出有功功率，也可以作为无功设备运行，因此，储能组件容量兼顾有功和动态无功部分。示例性地，可以根据有功功率需求、无功功率需求或直流电压需求、交流电压需求等参数，计算内环电流控制器输出电流的dq轴参考值idref和iqref，最终生成调制波。储能组件动态无功调节相对于固定调节而言，无功精度高、调节速率快，配合使用满足电网需求的同时性能优良可靠，更具经济性。
另外，在暂态时，若电力系统发生两相短路、三相短路故障，容量较大的储能电站，储能组件应提供瞬时无功支撑，储能组件通过注入无功电流支撑电压恢复。
上述方案，对储能电站进行无功配置的方式简单，运行安全可靠。可兼具改善电能质量性能。
其中，储能组件兼顾动态无功补偿能力，可省掉SVG、SVC等设备，储能组件替代SVG等动态设备，降低了系统的复杂性，降低了多机并联引发振荡的可能性。
另外，本方案中储能组件提供动态无功补偿能力，可满足新能源快速频繁波动的特点，平抑新能源带来的电压波动。另外，本方案能够提高无功补偿的精准性，连续可调，减少过补和欠补情况发生，实现区域电网无功平滑调节、分区补偿，节省额外能耗。另外，投切电容器电抗器可能会引发操作过电压，不宜频繁投切，故本方案可以将电容器或电抗器长期接入电路，通过配合储能组件动态无功补偿的方式实现对电网进行无功补偿。另外，当电力系统发生短路故障时，一定电压范围内，储能作为无功电源可提供短时无功支撑，避免新能源机组脱网，弥补固定补偿的不足。另外，提供谐波治理等功能，改善电网电能质量。另外，可以更好的配合电网的自动电压控制系统(Automatic Voltage Control，AVC)调节电网的电压。
请参阅图8，如图8所示，本实施例提供的储能电站的无功功率配置系统40可以包括：需求获取模块41、补偿量确定模块42以及控制模块43。需求获取模块41，用于获取与储能电站连接的电网的无功功率需求；补偿量确定模块42，用于基于所述无功功率需求，确定所述储能电站中储能组件和固定补偿组件待输出的无功功率补偿量，所述固定补偿组件包括电容器和/或电抗器；控制模块43，用于控制储能组件和所述固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量。
在上述方案中，通过获取电网的无功功率需求，分别确定的该储能电站中储能组件和包含电容器和/或电抗器的固定补偿组件待输出的无功功率补偿量，然后控制储能组件和固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量，通过结合储能组件和固定补偿组件共同对电网进行无功功率补偿，能够起到更好的无功功率补偿效果。
在一些实施例中，补偿量确定模块42基于无功功率需求，确定储能电站中储能组件和固定补偿组件待输出的无功功率补偿量，包括：对无功功率需求进行划分，得到储能组件待输出的第一无功功率补偿量以及固定补偿组件待输出的第二无功功率补偿量，其中，第一无功功率补偿量与第二无功功率补偿量之和为无功功率需求。控制模块43控制储能组件和固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量，包括：控制储能组件输出第一无功功率补偿量，以及控制固定补偿组件输出第二无功功率补偿量。
在上述方案中，通过对无功功率需求进行划分，使得储能组件待输出的第一无功功率补偿量和固定补偿组件待输出的第二无功功率补偿量能够满足电网的无功功率需求。
在一些实施例中，无功功率需求为预设时间段内各时刻的无功功率需求，补偿量确定模块42对无功功率需求进行划分，得到储能组件待输出的第一无功功率补偿量以及固定补偿组件待输出的第二无功功率补偿量，包括：确定各时刻的无功功率需求中的目标无功功率需求，目标无功功率需求为除最大无功功率需求以外的任意一个无功功率需求；以目标无功功率需求为界，对各时刻的无功功率需求进行划分，得到各无功功率需求对应的第一无功功率补偿量以及第二无功功率补偿量。
在上述方案中，将一段时间内各时刻的无功功率需求中的其中一个无功功率需求作为目标无功功率需求，然后基于该目标无功功率需求对各时刻的无功功率需求进行划分，使得固定补偿设备能够对电网进行固定补偿，储能组件能够对电网进行动态补偿，从而提高无功功率补偿的精准性。
在一些实施例中，目标无功功率需求为最小无功功率需求或目标无功功率需求为最小无功功率需求和最大无功功率需求中间的其中一个无功功率需求，第二无功功率补偿量小于或等于目标无功功率需求，第一无功功率补偿量为各时刻的无功功率需求与目标无功功率需求之差。
在上述方案中，通过提供多种确定目标无功功率需求的方式，使得确定第一无功功率补偿量和第二无功功率补偿量的方式更为灵活。
在一些实施例中，第一无功功率补偿量和第二无功功率补偿量为补偿电压或补偿电流，补偿量确定模块42对无功功率需求进行划分，得到储能组件待输出的第一无功功率补偿量以及固定补偿组件待输出的第二无功功率补偿量，包括：基于各时刻的无功功率需求，生成调制波，调制波用于表示各时刻的补偿电压需求或补偿电流需求；对调制波进行划分，在调制波用于表示各时刻的补偿电压需求的情况下得到储能组件和固定补偿组件待输出的补偿电压，或在调制波用于表示各时刻的补偿电流需求的情况下得到储能组件和固定补偿组件待输出的补偿电流。
在上述方案中，通过基于无功功率需求生成调制波，然后根据调制波生成对应的补偿电流或补偿电压，实现了通过对电网进行电流补偿或电压补偿的方式达到对电网进行无功功率补偿的效果。
在一些实施例中，无功功率补偿量为补偿电压，储能组件与变电站母线连接，补偿量确定模块42还用于：获取变电站母线上的初始谐波电压以及预设谐波电压畸变率；基于初始谐波电压以及预设谐波电压畸变率，确定储能组件的补偿谐波电压；将补偿谐波电压与储能组件待输出的补偿电压进行融合，得到储能组件的最终待补偿电压。控制模块43控制储能组件和固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量，包括：控制储能组件输出最终待补偿电压。
在上述方案中，通过获取变电站母线上的初始谐波电压以及预先设置的谐波电压畸变率能够获取储能组件待输出的补偿谐波电压，利用补偿谐波电压对初始谐波电压进行补偿，使得变电站母线上补偿后的谐波电压的畸变率降低。
在一些实施例中，补偿量确定模块42基于初始谐波电压以及预设谐波电压畸变率，确定储能组件的补偿谐波电压，包括：基于预设谐波电压畸变率，确定母线上补偿后的目标谐波电压；根据目标谐波电压以及初始谐波电压，确定补偿谐波电压。
在上述方案中，通过预设谐波电压畸变率能够确定变电站母线上补偿后的目标谐波电压，然后根据目标谐波电压和初始谐波电压，能够确定储能组件待输出的补偿谐波电压，根据该方式能够使得补偿后的目标谐波电压的畸变率满足条件。
请参阅图9，本实施例提供的储能电站50包括上述无功功率配置系统40。
在上述方案中，通过获取电网的无功功率需求，分别确定的该储能电站中储能组件和包含电容器和/或电抗器的固定补偿组件待输出的无功功率补偿量，然后控制储能组件和固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量，通过结合储能组件和固定补偿组件共同对电网进行无功功率补偿，能够起到更好的无功功率补偿效果。
请参阅图10，本实施例提供的计算机可读存储介质60存储有能够被处理器运行的程序指令61，程序指令61用于实现上述任一行为检测方法实施例中的步骤。
上述方案，通过获取电网的无功功率需求，分别确定的该储能电站中储能组件和包含电容器和/或电抗器的固定补偿组件待输出的无功功率补偿量，然后控制储能组件和固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量，通过结合储能组件和固定补偿组件共同对电网进行无功功率补偿，能够起到更好的无功功率补偿效果。
上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，本文不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如单元或组件可以结合或者可以集成到另一个子系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。
另外，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单元中，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单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (12)

1.一种储能电站的无功功率配置方法，其特征在于，包括：
获取与储能电站连接的电网的无功功率需求；
基于所述无功功率需求，确定所述储能电站中储能组件和固定补偿组件待输出的无功功率补偿量，所述固定补偿组件包括电容器和/或电抗器；
控制储能组件和所述固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述无功功率需求，确定所述储能电站中储能组件和固定补偿组件待输出的无功功率补偿量，包括：
对所述无功功率需求进行划分，得到所述储能组件待输出的第一无功功率补偿量以及所述固定补偿组件待输出的第二无功功率补偿量，其中，所述第一无功功率补偿量与所述第二无功功率补偿量之和为所述无功功率需求；
所述控制储能组件和所述固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量，包括：
控制所述储能组件输出所述第一无功功率补偿量，以及控制所述固定补偿组件输出第二无功功率补偿量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无功功率需求为预设时间段内各时刻的无功功率需求，所述对所述无功功率需求进行划分，得到所述储能组件待输出的第一无功功率补偿量以及所述固定补偿组件待输出的第二无功功率补偿量，包括：
确定各所述时刻的无功功率需求中的目标无功功率需求，所述目标无功功率需求为除最大无功功率需求以外的任意一个无功功率需求；
以所述目标无功功率需求为界，对各时刻的无功功率需求进行划分，得到各所述无功功率需求对应的第一无功功率补偿量以及第二无功功率补偿量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标无功功率需求为最小无功功率需求或所述目标无功功率需求为最小无功功率需求和最大无功功率需求中间的其中一个无功功率需求，所述第二无功功率补偿量小于或等于所述目标无功功率需求，所述第一无功功率补偿量为各时刻的无功功率需求与所述目标无功功率需求之差。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第一无功功率补偿量和所述第二无功功率补偿量为补偿电压或补偿电流，所述对所述无功功率需求进行划分，得到所述储能组件待输出的第一无功功率补偿量以及所述固定补偿组件待输出的第二无功功率补偿量，包括：
基于各时刻的所述无功功率需求，生成调制波，所述调制波用于表示各时刻的补偿电压需求或补偿电流需求；
对所述调制波进行划分，在所述调制波用于表示各时刻的补偿电压需求的情况下得到所述储能组件和所述固定补偿组件待输出的补偿电压，或在所述调制波用于表示各时刻的补偿电流需求的情况下得到所述储能组件和所述固定补偿组件待输出的补偿电流。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于各时刻的所述无功功率需求，生成调制波，包括：
获取电网的有功功率需求以及无功功率需求，确定内环电流控制器输出电流的直轴电流参考值和交轴电流参考值；
基于直轴电流参考值和交轴电流参考值，生成所述调制波。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，电力系统处于稳态时所述电网的有功功率需求大于所述电力系统处于暂态时所述电网的无功功率需求，所述电力系统处于稳态时所述电网的无功功率需求小于所述电力系统处于暂态时所述电网的无功功率需求。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的方法，其特征在于，所述无功功率补偿量为补偿电压，所述储能组件与变电站母线连接，所述方法还包括：
获取变电站母线上的初始谐波电压以及预设谐波电压畸变率；
基于所述初始谐波电压以及所述预设谐波电压畸变率，确定所述储能组件的补偿谐波电压；
将所述补偿谐波电压与所述储能组件待输出的补偿电压进行融合，得到所述储能组件的最终待补偿电压；
所述控制储能组件和所述固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量，包括：
控制所述储能组件输出所述最终待补偿电压。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于所述初始谐波电压以及所述预设谐波电压畸变率，确定所述储能组件的补偿谐波电压，包括：
基于所述预设谐波电压畸变率，确定所述母线上补偿后的目标谐波电压；
根据所述目标谐波电压以及所述初始谐波电压，确定所述补偿谐波电压。
10.一种储能电站的无功功率配置系统，其特征在于，包括：
需求获取模块，用于获取与储能电站连接的电网的无功功率需求；
补偿量确定模块，用于基于所述无功功率需求，确定所述储能电站中储能组件和固定补偿组件待输出的无功功率补偿量，所述固定补偿组件包括电容器和/或电抗器；
控制模块，用于控制储能组件和所述固定补偿组件输出对应的无功功率补偿量。
11.一种储能电站，其特征在于，包括如权利要求10所述的配置系统。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，其特征在于，所述程序指令被处理器执行时实现权利要求1至9任一项所述的方法。
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