CN117277450A - 一种新能源储能系统协同故障穿越方法及相关装置 - Google Patents

一种新能源储能系统协同故障穿越方法及相关装置 Download PDF

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CN117277450A CN202311267872.XA CN202311267872A CN117277450A CN 117277450 A CN117277450 A CN 117277450A CN 202311267872 A CN202311267872 A CN 202311267872A CN 117277450 A CN117277450 A CN 117277450A
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Abstract

本发明公开了一种新能源储能系统协同故障穿越方法及相关装置，用于提升孤岛运行场景下的新能源储能系统的暂态同步稳定性，本发明包括：获取储能装置的储能荷电状态、新能源场站的并网点电压和直流侧电压；当并网点电压小于预设的低电压穿越投入阈值或新能源场站的直流侧电压大于预设的直流电压阈值时，根据储能荷电状态、并网点电压和直流侧电压，采用预设的低电压故障穿越策略调节新能源储能系统的有功电流；当并网点电压大于预设的低电压穿越投入阈值且直流侧电压小于预设的直流电压阈值时，采用预设的故障恢复策略，将新能源储能系统的有功电流缓慢恢复至有功电流稳态值，有功电流稳态值为预先获取的故障前的新能源储能系统的有功电流稳态值。

Description

一种新能源储能系统协同故障穿越方法及相关装置
技术领域
本发明涉及新能源储能系统技术领域，尤其涉及一种应用于孤岛运行的新能源储能系统协同故障穿越方法及相关装置。
背景技术
随着科技的发展和国家的战略需求，目前电网行业正在逐步构建为以新能源发电为主的新型电力系统。而新能源的主要来源于在沙漠、戈壁、荒漠地区构建的大型风电光伏基地，该类型大规模新能源基地装机容量大、分布区域广。
而对于如风电、光伏类的新能源场站，由于出力不确定性及波动性，新能源场站常要求配置10％～20％的储能装置，由新能源场站和储能装置构成新能源储能系统。而为了更好的电能传输，目前新能源储能系统采用的电能传输方式为直流孤岛送出模式。
而为了提升电能输出的稳定性，通常需要对新能源储能系统进行协同控制，而目前的协同控制主要是在弱交流电网连接方式设计进行优化上。在采用了直流孤岛送出模式的新能源储能系统中，新能源场站的有功功率与远端电压耦合，当系统发生故障时，新能源场站在故障期间需主动降功率运行。同时，由于新能源场站位于系统末端，静态无功配置较高，因此，为了抑制故障后的新能源场站侧的暂态过电压，新能源场站需要在故障后快速恢复有功功率。然而，在故障期间，新能源场站若是以过低的有功电流运行，会导致新能源场站承受的不平衡功率增加，导致新能源场站自身应力水平不利，而故障后过快的恢复有功功率对新能源场站的暂态同步稳定性产生不利影响。因此，如何提升孤岛运行的新能源储能系统的暂态同步稳定性，成为等待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种新能源储能系统协同故障穿越方法及相关装置，用于提升孤岛运行场景下的新能源储能系统的暂态同步稳定性。
本发明提供了一种新能源储能系统协同故障穿越方法，所述新能源储能系统包括储能装置和新能源场站，所述方法包括：
获取所述储能装置的储能荷电状态、所述新能源场站的并网点电压和直流侧电压；
当所述并网点电压小于预设的低电压穿越投入阈值或所述新能源场站的直流侧电压大于预设的直流电压阈值时，根据所述储能荷电状态、所述并网点电压和所述直流侧电压，采用预设的低电压故障穿越策略调节所述新能源储能系统的有功电流；
当所述并网点电压大于预设的低电压穿越投入阈值且所述直流侧电压小于预设的直流电压阈值时，采用预设的故障恢复策略，将所述新能源储能系统的有功电流缓慢恢复至有功电流稳态值，所述有功电流稳态值为预先获取的故障前的所述新能源储能系统的有功电流稳态值。
可选地，所述低电压故障穿越策略包括
获取所述有功电流稳态值，所述有功电流稳态值包括所述新能源场站的第一有功电流稳态值和所述储能装置的第二有功电流稳态值；
根据所述第一有功电流稳态值和所述第二有功电流稳态值，计算得到所述新能源储能系统的总有功电流稳态值；
根据所述并网点电压和第一预设关联关系，确定故障期间所述新能源储能系统的最小有功电流指令限幅值；所述第一预设关联关系为所述并网点电压与所述最小有功电流指令限幅值之间的关联关系；
根据所述最小有功电流指令限幅值和所述总有功电流稳态值，确定所述新能源储能系统的有功功率变化量；
根据所述储能荷电状态和第二预设关联关系，确定所述储能装置的储能最小有功功率；所述第二预设关联关系为所述储能荷电状态与所述储能最小有功功率的关联关系；
根据所述有功功率变化量和所述储能最小有功功率，确定故障期间所述储能装置的储能有功电流变化量；
根据所述储能有功电流变化量和所述有功功率变化量，确定故障期间所述新能源场站的有功电流变化量；
根据所述新能源场站的有功电流变化量、所述储能有功电流变化量、所述第一有功电流稳态值、所述第二有功电流稳态值，生成故障期间所述新能源场站的第一有功电流指令和所述储能装置的第二有功电流指令。
可选地，所述故障恢复策略包括：
根据预设的第一调节因子和所述总有功电流稳态值，调节所述最小有功电流指令限幅值，得到新最小有功电流指令限幅值；
根据预设的第二调节因子和所述第一有功电流指令，生成新第一有功电流指令；并根据所述新第一有功电流指令更新所述新能源场站的第一有功电流，直至所述第一有功电流恢复至所述第一有功电流稳态值；
根据所述新最小有功电流指令限幅值和所述新第一有功电流指令，计算得到新储能有功电流指令；并根据所述储能有功电流指令更新所述储能装置的第二有功电流，直至所述第二有功电流恢复至所述储能有功电流稳态值。
可选地，所述根据所述最小有功电流指令限幅值和所述总有功电流稳态值，确定所述新能源储能系统的有功功率变化量的步骤包括：
判断所述总有功电流稳态值是否大于所述最小有功电流指令限幅值；
若是，则计算所述总有功电流稳态值与所述最小有功电流指令限幅值的差值，得到所述有功功率变化量；
若否，则所述有功功率变化量为零。
可选地，所述根据所述有功功率变化量和所述储能最小有功功率，确定故障期间所述储能装置的储能有功电流变化量包括：
判断所述有功功率变化量是否小于所述储能最小有功功率；
若是，则将所述有功功率变化量作为所述储能有功电流变化量；
若否，则将所述储能最小有功功率作为所述储能有功电流变化量。
可选地，所述根据所述储能有功电流变化量和所述有功功率变化量，确定故障期间所述新能源场站的有功电流变化量的步骤包括：
判断所述有功功率变化量是否小于所述储能有功电流变化量；
若是，则所述新能源场站的有功电流变化量为零；
若否，则计算所述有功功率变化量与所述储能有功电流变化量的差值，得到所述新能源场站的有功电流变化量。
可选地，所述根据所述新能源场站的有功电流变化量、所述储能有功电流变化量、所述第一有功电流稳态值、所述第二有功电流稳态值，生成故障期间所述新能源场站的第一有功电流指令和所述储能装置的第二有功电流指令包括：
计算所述第一有功电流稳态值与所述新能源场站的有功电流变化量的差值，得到所述第一有功电流指令；
计算所述第二有功电流稳态值与所述储能有功电流变化量的差值，得到所述第二有功电流指令。
本发明还提供了一种新能源储能系统协同故障穿越装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取所述储能装置的储能荷电状态、所述新能源场站的并网点电压和直流侧电压；
调节模块，用于当所述并网点电压小于预设的低电压穿越投入阈值或所述新能源场站的直流侧电压大于预设的直流电压阈值时，根据所述储能荷电状态、所述并网点电压和所述直流侧电压，采用预设的低电压故障穿越策略调节所述新能源储能系统的有功电流；
恢复模块，用于当所述并网点电压大于预设的低电压穿越投入阈值且所述直流侧电压小于预设的直流电压阈值时，采用预设的故障恢复策略，将所述新能源储能系统的有功电流缓慢恢复至有功电流稳态值，所述有功电流稳态值为预先获取的故障前的所述新能源储能系统的有功电流稳态值。
本发明还提供了一种新能源储能系统协同故障穿越系统，应用于如上所述的方法，所述系统包括：新能源储能系统和柔性直流换流器；所述新能源储能系统与所述柔性直流换流器连接。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行如上所述的方法。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明提供了一种新能源储能系统协同故障穿越方法，通过获取储能装置的储能荷电状态、新能源场站的并网点电压和直流侧电压，并当并网点电压小于预设的低电压穿越投入阈值或新能源场站的直流侧电压大于预设的直流电压阈值时，根据储能荷电状态、并网点电压和直流侧电压，采用预设的低电压故障穿越策略调节新能源储能系统的有功电流，从而利用储能装置的充电能力，整体降低故障期间新能源储能系统对外输出的有功功率，提升孤岛运行场景下的新能源储能系统的稳定性，并避免故障期间光伏场站承受不平衡功率过高的情况，降低故障期间光伏场站自身的应力水平；并当并网点电压大于预设的低电压穿越投入阈值且直流侧电压小于预设的直流电压阈值时，采用预设的故障恢复策略，将新能源储能系统的有功电流缓慢恢复至有功电流稳态值，有功电流稳态值为预先获取的故障前的新能源储能系统的有功电流稳态值，从而在故障结束后抑制新能源场站的暂态过电压，提升孤岛运行场景下的新能源储能系统的暂态同步稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种新能源储能系统协同故障穿越方法的步骤流程图；
图2为新能源储能系统的结构示意图；
图3为本发明另一实施例提供的一种新能源储能系统协同故障穿越方法的步骤流程图；
图4为本发明另一实施例提供的低电压故障穿越策略的原理图；
图5为本发明另一实施例提供的UA-idm∑曲线图；
图6为本发明又一实施例提供的一种新能源储能系统协同故障穿越方法的步骤流程图；
图7为本发明又一实施例提供的一种新能源储能系统协同故障穿越方法的步骤流程图；
图8为本发明又一实施例提供的故障恢复策略的原理图；
图9为本发明另一优选实施例提供的一种新能源储能系统协同故障穿越方法的原理流程图；
图10为本发明实施例提供的一种新能源储能系统协同故障穿越装置的结构框图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种新能源储能系统协同故障穿越方法及相关装置，用于提升孤岛运行场景下的新能源储能系统的暂态同步稳定性。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供一种新能源储能系统协同故障穿越方法的示意图。
本发明提供的一种新能源储能系统协同故障穿越方法，新能源储能系统包括储能装置和新能源场站，新能源场站包括光伏场站或风电场站，光伏场站是指光伏发电系统构成的场站。风电场站是指由风电机发电系统构成的场站。风电机组包括双馈型风机和全功率型风机。在本发明中，以光伏场站作为新能源场站的其中一种示例说明。
如图2所示，光伏场站和储能装置构成光储系统，光储系统通过电力线路与柔性直流换流器连接。在光伏场站中设置有外环直流电压控制器，其用于调节光伏出力的有功功率和有功电流。
方法具体包括：
101、获取储能装置的储能荷电状态、新能源场站的并网点电压和直流侧电压。
需要说明的是，储能荷电状态SOC、并网点电压UA和直流侧电压Udc可以通过光伏场站与柔性直流换流站间等效线路电阻和等效电抗计算得到。在计算之前，预先获取光伏场站与柔性直流换流站间等效线路电阻Rg和等效电抗Xg。
102、当并网点电压小于预设的低电压穿越投入阈值或新能源场站的直流侧电压大于预设的直流电压阈值时，根据储能荷电状态、并网点电压和直流侧电压，采用预设的低电压故障穿越策略调节新能源储能系统的有功电流。
需要说明的是，当光伏场站的并网点电压UA小于预设的低电压穿越投入阈值ULVRT1或光伏场站的直流侧电压Udc大于预设的直流电压阈值时，新能源储能系统进入低电压穿越进程。在该进程中，预先冻结外环直流电压控制器中的各控制参数，使其输出为有功电流稳态值。
之后，本实施例根据能荷电状态、并网点电压和直流侧电压，采用预设的低电压故障穿越策略调节光伏场站和储能装置输出的有功电流。其中，低电压故障穿越策略用于调节故障期间光伏场站和储能装置的有功电流，从而避免故障期间光伏场站承受不平衡功率过高的情况，降低故障期间光伏场站自身的应力水平。
103、当并网点电压大于预设的低电压穿越投入阈值且直流侧电压小于预设的直流电压阈值时，采用预设的故障恢复策略，将新能源储能系统的有功电流缓慢恢复至有功电流稳态值，有功电流稳态值为预先获取的故障前的新能源储能系统的有功电流稳态值。
需要说明的是，在故障结束后，解除光伏场站的外环直流电压控制器的冻结模式，恢复正常控制模式。并且当光伏场站的并网点电压UA大于预设的低电压穿越投入阈值ULVRT1且光伏场站的直流侧电压Udc小于预设的直流电压阈值时，采用预设的故障恢复策略，将新能源储能系统的有功电流缓慢恢复至有功电流稳态值。
故障恢复策略用于将光伏场站在故障期间的输出的有功电流和储能装置在故障期间输出的有功电流，按照预设的比例缓慢调整至故障前的有功电流稳态值。
在本实施例中，通过获取储能装置的储能荷电状态、新能源场站的并网点电压和直流侧电压，并当并网点电压小于预设的低电压穿越投入阈值或新能源场站的直流侧电压大于预设的直流电压阈值时，根据储能荷电状态、并网点电压和直流侧电压，采用预设的低电压故障穿越策略调节新能源储能系统的有功电流，从而利用储能装置的充电能力，整体降低故障期间新能源储能系统对外输出的有功功率，提升孤岛运行场景下的新能源储能系统的稳定性，并避免故障期间光伏场站承受不平衡功率过高的情况，降低故障期间光伏场站自身的应力水平；并当并网点电压大于预设的低电压穿越投入阈值且直流侧电压小于预设的直流电压阈值时，采用预设的故障恢复策略，将新能源储能系统的有功电流缓慢恢复至有功电流稳态值，有功电流稳态值为预先获取的故障前的新能源储能系统的有功电流稳态值，从而在故障结束后抑制新能源场站的暂态过电压，提升孤岛运行场景下的新能源储能系统的暂态同步稳定性。
请参阅图4，图4为本发明另一实施例提供的一种新能源储能系统协同故障穿越方法的示意图。在包括上一实施例的基础上，低电压故障穿越策略具体可以包括以下步骤：
201、获取有功电流稳态值，有功电流稳态值包括新能源场站的第一有功电流稳态值和储能装置的第二有功电流稳态值。
需要说明的是，当故障发生后，冻结外环直流电压控制器的控制参数，使控制器输出光伏场站的第一有功电流稳态值。并预先记录故障前储能装置的第二有功电流稳态值。
在一个示例中，第二有功电流稳态值一般为0。
202、根据第一有功电流稳态值和第二有功电流稳态值，计算得到新能源储能系统的总有功电流稳态值。
需要说明的是，总有功电流稳态值id0∑＝idpv0+idst0，其中，idpv0为第一有功电流稳态值，idst0为第二有功电流稳态值。
203、根据并网点电压和第一预设关联关系，确定故障期间新能源储能系统的最小有功电流指令限幅值；第一预设关联关系为并网点电压与最小有功电流指令限幅值之间的关联关系。
需要说明的是，第一预设关联关系可以是并网点电压和最小有功电流指令限幅值之间函数关系。其中，具体的函数关系可以根据实际情况进行选择和确定。
在一个示例中，第一预设关联关系可以是采用比例函数或者是分段函数。图4中示出了其中比例函数关系曲线图。图5示出了第一预设关联关系为分段函数的曲线图。
204、根据最小有功电流指令限幅值和总有功电流稳态值，确定新能源储能系统的有功功率变化量。
需要说明的是，根据最小有功电流指令限幅值和总有功电流稳态值的比较结果确定新能源储能系统的有功功率变化量。其具体可以包括以下步骤：
判断总有功电流稳态值是否大于最小有功电流指令限幅值；若是，则计算总有功电流稳态值与最小有功电流指令限幅值的差值，得到有功功率变化量；若否，则有功功率变化量为零。
在一个示例中，其比较原理可以通过以下数学公式进行表示：
id0∑＝idpv0+idst0
其中，Δidm为有功功率变化量，id0∑为总有功电流稳态值，idm∑为最小有功电流指令限幅值。
205、根据储能荷电状态和第二预设关联关系，确定储能装置的储能最小有功功率。第二预设关联关系为储能荷电状态与储能最小有功功率的关联关系。
需要说明的是，第二预设关联关系可以是述储能荷电状态与储能最小有功功率之间的函数关系，其函数关系可以根据实际情况进行选择和确认。
在一个示例中，如图所示，第二预设关联关系可以是比例函数或者分段函数。
206、根据有功功率变化量和储能最小有功功率，确定故障期间储能装置的储能有功电流变化量。
需要说明的是，根据有功功率变化量和储能最小有功功率的比较结果，确定故障期间储能装置的储能有功电流变化量。具体比较过程如下所示：
判断有功功率变化量是否小于储能最小有功功率；若是，则将有功功率变化量作为储能有功电流变化量；若否，则将储能最小有功功率作为储能有功电流变化量。
在一个示例中，其比较原理可以通过以下数学公式进行表示：
其中，idpvm为储能最小有功功率；△idst为储能有功电流变化量。
207、根据储能有功电流变化量和有功功率变化量，确定故障期间新能源场站的有功电流变化量。
需要说明的是，根据储能有功电流变化量和有功功率变化量的比较结果，确定新能源场站的有功电流变化量。具体比较过程如下所示：
判断有功功率变化量是否小于储能有功电流变化量；若是，则新能源场站的有功电流变化量为零；若否，则计算有功功率变化量与储能有功电流变化量的差值，得到新能源场站的有功电流变化量。
在一个示例中，其比较原理可以通过以下数学公式进行表示：
其中，△idpv为新能源场站的有功电流变化量；△idst为储能有功电流变化量。
208、根据新能源场站的有功电流变化量、储能有功电流变化量、第一有功电流稳态值、第二有功电流稳态值，生成故障期间新能源场站的第一有功电流指令和储能装置的第二有功电流指令。
需要说明的是，本实施例通过新能源场站的有功电流变化量、储能有功电流变化量、第一有功电流稳态值、第二有功电流稳态值，生成故障期间新能源场站的第一有功电流指令和储能装置的第二有功电流指令，从而根据第一有功电流指令调节新能源场站输出的有功功率，根据第二有功电流指令调节储能装置输出的有功功率，从而实现了对新能源场站和储能装置的有功功率的分配，可避免故障期间新能源场站承受不平衡功率过高，从而降低光伏机组自身故障期间过应力。
其中，第一有功电流指令的生成步骤具体为：
计算第一有功电流稳态值与新能源场站的有功电流变化量的差值，得到第一有功电流指令。
在一个示例中，其原理可通过如下数学公式进行表示：
idpv*＝idpv0-△idpv
idpv*为第一有功电流指令，idpv0-为第一有功电流稳态值；△idpv为有功电流变化量。
第二有功电流指令的生成步骤具体为：
计算第二有功电流稳态值与储能有功电流变化量的差值，得到第二有功电流指令。
在一个示例中，其原理可通过如下数学公式进行表示：
idst*＝idst0-△idst
idst*为第二有功电流指令；idst0-为第二有功电流稳态值；△idst为储能有功电流变化量。
其中，低电压故障穿越策略的整体原理图如图4所示。
本实施例中，通过将故障前的第一有功电流稳态值减去故障后的新能源场站的有功电流变化量，得到了用于在故障期间控制新能源场站的有功功率的第一有功电流指令。并通过将故障前的第二有功电流稳态值减去故障后的储能装置的储能有功电流变化量，得到了用于在故障期间控制新能源场站的有功功率的第一有功电流指令。
本实施例通过获取有功电流稳态值，有功电流稳态值包括新能源场站的第一有功电流稳态值和储能装置的第二有功电流稳态值，根据第一有功电流稳态值和第二有功电流稳态值，计算得到新能源储能系统的总有功电流稳态值，根据并网点电压和第一预设关联关系，确定故障期间新能源储能系统的最小有功电流指令限幅值，根据最小有功电流指令限幅值和总有功电流稳态值，确定新能源储能系统的有功功率变化量，根据储能荷电状态和第二预设关联关系，确定储能装置的储能最小有功功率，根据有功功率变化量和储能最小有功功率，确定故障期间储能装置的储能有功电流变化量，根据储能有功电流变化量和有功功率变化量，确定故障期间新能源场站的有功电流变化量，根据新能源场站的有功电流变化量、储能有功电流变化量、第一有功电流稳态值、第二有功电流稳态值，生成故障期间新能源场站的第一有功电流指令和储能装置的第二有功电流指令，实现了对故障期间新能源场站输出的有功功率和储能装置输出的有功功率的分配，避免故障期间新能源场站承受不平衡功率过高，从而降低新能源场站机组自身故障期间过应力，从而提升孤岛运行场景下的新能源储能系统的暂态同步稳定性。
请参阅图6，图6为本发明又一实施例提供一种新能源储能系统协同故障穿越方法的示意图，在包含上一实施例的基础上，故障恢复策略具体包括：
301、根据预设的第一调节因子和总有功电流稳态值，调节最小有功电流指令限幅值，得到新最小有功电流指令限幅值；
需要说明的是，在故障恢复进程中，根据第一调节因子和总有功电流稳态值调节最小有功电流指令限幅值，得到新最小有功电流指令限幅值。其调节过程具体为将故障期间的最小有功电流指令限幅值，按照第一调节因子的调节比例，逐渐恢复至与故障前的总有功电流稳态值一致。即新最小有功电流指令限幅值idr∑的数值与总有功电流稳态值id0∑一致。而在恢复过程中，新最小有功电流指令限幅值与最小有功电流指令限幅值之间存在的比例关系为第一调节因子，即第一调节因子可以看作新最小有功电流指令限幅值与最小有功电流指令限幅值构成的函数的斜率。
在一个示例中，为了避免故障恢复时因输出有功功率过小引起的无功功率过剩，第一调节因子kr∑优选为3～5pu/s。
302、根据预设的第二调节因子和第一有功电流指令，生成新第一有功电流指令，并根据新第一有功电流指令更新新能源场站的第一有功电流，直至第一有功电流恢复至第一有功电流稳态值；
需要说明的是，在故障恢复进程中，将新能源场站的外环直流电压控制器恢复至正常控制模式。在本实施例中，按照第二调节因子，将第一有功电流指令恢复至新第一有功电流指令，其中第二调节因子krpv为新第一有功电流指令和第一有功电流指令构成的函数的斜率。
在一个示例中，为提升各光伏机组的暂态同步稳定性，第二调节因子krpv可取0.5～2pu/s。
本实施例通过生成新第一有功电流指令，将光伏机组的有功电流恢复至故障前的有功电流稳态值idpv0。
303、根据新最小有功电流指令限幅值和新第一有功电流指令，计算得到新储能有功电流指令；并根据储能有功电流指令更新储能装置的第二有功电流，直至第二有功电流恢复至储能有功电流稳态值。
需要说明的是，新储能有功电流指令的计算公式为：
idrst＝idr∑-idrpv
其中，idrpv为新第一有功电流指令，idrst为新储能有功电流指令，idr∑为新最小有功电流指令限幅值。
其中，故障恢复策略的整体原理图可以参阅图7。
在本实施例中，当光伏机组的有功电流恢复至故障前的有功电流稳态值、储能有功电流恢复至故障前的有功电流稳态值时，新能源储能系统的故障穿越过程结束。
在一个优选的实施例中，步骤208之后包括：
209、判断储能荷电状态是否小于预设的比例阈值，若否，则根据第一有功电流指令调节新能源场站输出的有功功率；若是，则比较有功功率变化量和储能有功电流最大值，若有功功率变化量大于储能有功电流最大值时，则根据第二有功电流指令调节储能装置输出的有功功率；若有功功率变化量不大于储能有功电流最大值，则根据第一有功电流指令调节新能源场站输出的有功功率，并根据第二有功电流指令调节储能装置输出的有功功率。
需要说明的是，在本实施例中，当发生故障之后，会根据储能装置的荷电状态确定采用低电压故障穿越策略调节的设备。当荷电状态大于预设的比例阈值时，说明储能装置不具备吸收功率的能力，光伏场站进入低电压故障穿越，因此，采用第一有功电流指令调节光伏场站输出的有功功率。
当储能装置的荷电状态SOC小于预设的比例阈值且储能装置有充足的充电能力(即△idm<idstm)时，则储能装置进入低电压故障穿越，光伏场站可以不降出力。
当储能装置的荷电状态SOC小于预设的比例阈值且储能装置的充电能力不足(即△idm>idstm)时，则储能装置与光伏场站共同进入低电压故障穿越，光伏场站需降低一定的出力，因此，同时采用第一有功电流指令调节新能源场站输出的有功功率，并根据第二有功电流指令调节储能装置输出的有功功率。
在一个示例中，请参阅图9，预设的比例阈值可以采用90％。
参阅图10，图10为本发明实施例提供的一种新能源储能系统协同故障穿越装置的结构框图。
本发明实施例提供了种新能源储能系统协同故障穿越装置，新能源储能系统包括储能装置和新能源场站；装置包括：
获取模块401，用于获取储能装置的储能荷电状态、新能源场站的并网点电压和直流侧电压；
调节模块402，用于当并网点电压小于预设的低电压穿越投入阈值或新能源场站的直流侧电压大于预设的直流电压阈值时，根据储能荷电状态、并网点电压和直流侧电压，采用预设的低电压故障穿越策略调节新能源储能系统的有功电流；
恢复模块403，用于当并网点电压大于预设的低电压穿越投入阈值且直流侧电压小于预设的直流电压阈值时，采用预设的故障恢复策略，将新能源储能系统的有功电流缓慢恢复至有功电流稳态值，有功电流稳态值为预先获取的故障前的新能源储能系统的有功电流稳态值。
在本发明实施例中，调节模块402包括：
第一获取子模块，用于获取有功电流稳态值，有功电流稳态值包括新能源场站的第一有功电流稳态值和储能装置的第二有功电流稳态值；
第一计算子模块，用于根据第一有功电流稳态值和第二有功电流稳态值，计算得到新能源储能系统的总有功电流稳态值；
第一确定子模块，用于根据并网点电压和第一预设关联关系，确定故障期间新能源储能系统的最小有功电流指令限幅值；第一预设关联关系为并网点电压与最小有功电流指令限幅值之间的关联关系；
第二确定子模块，用于根据最小有功电流指令限幅值和总有功电流稳态值，确定新能源储能系统的有功功率变化量；
第三确定子模块，用于根据储能荷电状态和第二预设关联关系，确定储能装置的储能最小有功功率；第二预设关联关系为储能荷电状态与储能最小有功功率的关联关系；
第四确定子模块，用于根据有功功率变化量和储能最小有功功率，确定故障期间储能装置的储能有功电流变化量；
第五确定子模块，用于根据储能有功电流变化量和有功功率变化量，确定故障期间新能源场站的有功电流变化量；
第一生成子模块，用于根据新能源场站的有功电流变化量、储能有功电流变化量、第一有功电流稳态值、第二有功电流稳态值，生成故障期间新能源场站的第一有功电流指令和储能装置的第二有功电流指令。
在本发明实施例中，恢复模块403包括：
第一调节子模块，用于根据预设的第一调节因子和总有功电流稳态值，调节最小有功电流指令限幅值，得到新最小有功电流指令限幅值；
第二生成子模块，用于根据预设的第二调节因子和第一有功电流指令，生成新第一有功电流指令；并根据新第一有功电流指令更新新能源场站的第一有功电流，直至第一有功电流恢复至第一有功电流稳态值；
第一更新子模块，用于根据新最小有功电流指令限幅值和新第一有功电流指令，计算得到新储能有功电流指令；并根据储能有功电流指令更新储能装置的第二有功电流，直至第二有功电流恢复至储能有功电流稳态值。
在本发明实施例中，第二确定子模块包括：
第一判断子单元，用于判断总有功电流稳态值是否大于最小有功电流指令限幅值；若是，则计算总有功电流稳态值与最小有功电流指令限幅值的差值，得到有功功率变化量；若否，则有功功率变化量为零。
在本发明实施例中，第四确定子模块包括：
第二判断子单元，用于判断有功功率变化量是否小于储能最小有功功率；若是，则将有功功率变化量作为储能有功电流变化量；若否，则将储能最小有功功率作为储能有功电流变化量。
在本发明实施例中，第五确定子模块包括：
第三判断子单元，用于判断有功功率变化量是否小于储能有功电流变化量；若是，则新能源场站的有功电流变化量为零；若否，则计算有功功率变化量与储能有功电流变化量的差值，得到新能源场站的有功电流变化量。
在本发明实施例中，第一生成子模块包括：
第一计算子单元，用于计算第一有功电流稳态值与新能源场站的有功电流变化量的差值，得到第一有功电流指令；
第二计算子单元，用于计算第二有功电流稳态值与储能有功电流变化量的差值，得到第二有功电流指令。
本发明实施例还提供了一种新能源储能系统协同故障穿越系统，其特征在于，应用于如上任一实施例提供的方法，系统包括：新能源储能系统和柔性直流换流器；新能源储能系统与柔性直流换流器连接。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行本发明实施例的风电并网系统机电暂态稳定裕度计算方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置或计算机程序产品。因此，本发明实施例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，本发明实施例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。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(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终端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终端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终端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终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端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终端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。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，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发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种新能源储能系统协同故障穿越方法，其特征在于，所述新能源储能系统包括储能装置和新能源场站，所述方法包括：
获取所述储能装置的储能荷电状态、所述新能源场站的并网点电压和直流侧电压；
当所述并网点电压小于预设的低电压穿越投入阈值或所述新能源场站的直流侧电压大于预设的直流电压阈值时，根据所述储能荷电状态、所述并网点电压和所述直流侧电压，采用预设的低电压故障穿越策略调节所述新能源储能系统的有功电流；
当所述并网点电压大于预设的低电压穿越投入阈值且所述直流侧电压小于预设的直流电压阈值时，采用预设的故障恢复策略，将所述新能源储能系统的有功电流缓慢恢复至有功电流稳态值，所述有功电流稳态值为预先获取的故障前的所述新能源储能系统的有功电流稳态值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低电压故障穿越策略包括：
获取所述有功电流稳态值，所述有功电流稳态值包括所述新能源场站的第一有功电流稳态值和所述储能装置的第二有功电流稳态值；
根据所述第一有功电流稳态值和所述第二有功电流稳态值，计算得到所述新能源储能系统的总有功电流稳态值；
根据所述并网点电压和第一预设关联关系，确定故障期间所述新能源储能系统的最小有功电流指令限幅值；所述第一预设关联关系为所述并网点电压与所述最小有功电流指令限幅值之间的关联关系；
根据所述最小有功电流指令限幅值和所述总有功电流稳态值，确定所述新能源储能系统的有功功率变化量；
根据所述储能荷电状态和第二预设关联关系，确定所述储能装置的储能最小有功功率；所述第二预设关联关系为所述储能荷电状态与所述储能最小有功功率的关联关系；
根据所述有功功率变化量和所述储能最小有功功率，确定故障期间所述储能装置的储能有功电流变化量；
根据所述储能有功电流变化量和所述有功功率变化量，确定故障期间所述新能源场站的有功电流变化量；
根据所述新能源场站的有功电流变化量、所述储能有功电流变化量、所述第一有功电流稳态值、所述第二有功电流稳态值，生成故障期间所述新能源场站的第一有功电流指令和所述储能装置的第二有功电流指令。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述故障恢复策略包括：
根据预设的第一调节因子和所述总有功电流稳态值，调节所述最小有功电流指令限幅值，得到新最小有功电流指令限幅值；
根据预设的第二调节因子和所述第一有功电流指令，生成新第一有功电流指令；并根据所述新第一有功电流指令更新所述新能源场站的第一有功电流，直至所述第一有功电流恢复至所述第一有功电流稳态值；
根据所述新最小有功电流指令限幅值和所述新第一有功电流指令，计算得到新储能有功电流指令；并根据所述储能有功电流指令更新所述储能装置的第二有功电流，直至所述第二有功电流恢复至所述储能有功电流稳态值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述最小有功电流指令限幅值和所述总有功电流稳态值，确定所述新能源储能系统的有功功率变化量的步骤包括：
判断所述总有功电流稳态值是否大于所述最小有功电流指令限幅值；
若是，则计算所述总有功电流稳态值与所述最小有功电流指令限幅值的差值，得到所述有功功率变化量；
若否，则所述有功功率变化量为零。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述有功功率变化量和所述储能最小有功功率，确定故障期间所述储能装置的储能有功电流变化量包括：
判断所述有功功率变化量是否小于所述储能最小有功功率；
若是，则将所述有功功率变化量作为所述储能有功电流变化量；
若否，则将所述储能最小有功功率作为所述储能有功电流变化量。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述储能有功电流变化量和所述有功功率变化量，确定故障期间所述新能源场站的有功电流变化量的步骤包括：
判断所述有功功率变化量是否小于所述储能有功电流变化量；
若是，则所述新能源场站的有功电流变化量为零；
若否，则计算所述有功功率变化量与所述储能有功电流变化量的差值，得到所述新能源场站的有功电流变化量。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述新能源场站的有功电流变化量、所述储能有功电流变化量、所述第一有功电流稳态值、所述第二有功电流稳态值，生成故障期间所述新能源场站的第一有功电流指令和所述储能装置的第二有功电流指令包括：
计算所述第一有功电流稳态值与所述新能源场站的有功电流变化量的差值，得到所述第一有功电流指令；
计算所述第二有功电流稳态值与所述储能有功电流变化量的差值，得到所述第二有功电流指令。
8.一种新能源储能系统协同故障穿越装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取所述储能装置的储能荷电状态、所述新能源场站的并网点电压和直流侧电压；
调节模块，用于当所述并网点电压小于预设的低电压穿越投入阈值或所述新能源场站的直流侧电压大于预设的直流电压阈值时，根据所述储能荷电状态、所述并网点电压和所述直流侧电压，采用预设的低电压故障穿越策略调节所述新能源储能系统的有功电流；
恢复模块，用于当所述并网点电压大于预设的低电压穿越投入阈值且所述直流侧电压小于预设的直流电压阈值时，采用预设的故障恢复策略，将所述新能源储能系统的有功电流缓慢恢复至有功电流稳态值，所述有功电流稳态值为预先获取的故障前的所述新能源储能系统的有功电流稳态值。
9.一种新能源储能系统协同故障穿越系统，其特征在于，应用于如权利要求1-7任一项所述的方法，所述系统包括：新能源储能系统和柔性直流换流器；所述新能源储能系统与所述柔性直流换流器连接。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
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