CN117439122A - 储能系统改善电网频率特性的方法及相关装置 - Google Patents

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CN117439122A CN202311308778.4A CN202311308778A CN117439122A CN 117439122 A CN117439122 A CN 117439122A CN 202311308778 A CN202311308778 A CN 202311308778A CN 117439122 A CN117439122 A CN 117439122A
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Abstract

本发明提供一种储能系统改善电网频率特性的方法及相关装置。储能系统包括至少一个目标储能模块、飞轮储能模块、储能变流器和整流器；各飞轮储能模块的输出端分别与对应的整流器的交流端连接，各目标储能模块的输出端、各储能变流器的直流端、各整流器的直流端均连接至直流母线，各储能变流器的交流端与电网母线连接，该方法包括：采用VSG控制方法控制储能变流器，以使储能变流器提供虚拟转子惯量，维持电网频率的稳定。上述方法考虑飞轮储能模块为旋转系统所以响应速度快的特点，通过飞轮储能模块补偿非旋转系统的目标储能模块VSG响应速度慢的缺点，以使储能变流器提供自适应电网频率变化的虚拟转子惯量，提高电网频率的稳定性。

Description

储能系统改善电网频率特性的方法及相关装置
技术领域
本发明涉及储能系统技术领域，尤其涉及一种储能系统改善电网频率特性的方法及相关装置。
背景技术
同步发电机为电网提供了大量机械惯量，能够与电网自然同步耦合，参与电网电压和频率的调节，当电力系统出现故障时，同步发电机的机械惯量可以提供足够的旋转备用容量以弥补系统功率缺失。“双碳”目标提出后，光伏储能系统并网比例不断提高，同步发电机在电力系统的比例也随之减少。
为了弥补光储并网带来的调压调频能力的不足，现有技术通常采用VSG(VirtualSynchronous Generator，虚拟同步发电机)将同步发电机的转子运动方程、无功下垂控制等算法嵌入逆变控制系统中，在电网遭受故障或干扰时，调节逆变控制系统的分布式发电，实现类似同步发电机的工作特性。虽然光储VSG能够为电网增加虚拟惯量，但其响应速度慢，对电力系统稳定性的改善效果不佳。
发明内容
本发明实施例提供了一种储能系统改善电网频率特性的方法及相关装置，以解决现有的光储VSG对电力系统稳定性改善效果不佳的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种储能系统改善电网频率特性的方法，所述储能系统包括目标储能模块、飞轮储能模块、储能变流器和整流器；所述目标储能模块的输出端与所述储能变流器的直流端连接，所述储能变流器的输出端与电网母线连接，所述飞轮储能模块的输出端与所述整流器的交流端连接，各个整流器的直流端与所述储能变流器的直流端连接；
所述方法包括：
针对任一储能变流器，采用VSG控制方法控制该储能变流器，以使该储能变流器提供虚拟转子惯量，维持所述电网频率的稳定。
第二方面，本发明实施例提供了一种储能系统改善电网频率特性的装置，所述储能系统包括至少一个目标储能模块、至少一个飞轮储能模块、各个目标储能模块对应的储能变流器和各个飞轮储能模块对应的整流器；各个目标储能模块的输出端、各个储能变流器的直流端分别连接直流母线，各个飞轮储能模块的输出端分别与对应的整流器的交流端连接，各个整流器的直流端均连接至所述直流母线，各个储能变流器的交流端与电网母线连接；
所述装置包括：
VSG控制模块，用于针对任一储能变流器，采用VSG控制方法控制该储能变流器，以使该储能变流器提供虚拟转子惯量，维持所述电网频率的稳定。
第三方面，本发明实施例提供了一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中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计算机程序时实现如上第一方面任一种可能的实现方式所述储能系统改善电网频率特性的方法的步骤。
第四方面，本发明实施例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存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面任一种可能的实现方式所述储能系统改善电网频率特性的方法的步骤。
第五方面，本发明实施例提供了一种储能系统，其包括至少一个目标储能模块、至少一个飞轮储能模块、各个目标储能模块对应的储能变流器、各个飞轮储能模块对应的整流器和如上第三方面所述的终端；
各个目标储能模块的输出端、各个储能变流器的直流端分别连接直流母线，各个飞轮储能模块的输出端分别与对应的整流器的交流端连接，各个整流器的直流端均连接至所述直流母线，各个储能变流器的交流端与电网母线连接。
本发明实施例提供一种储能系统改善电网频率特性的方法及相关装置，该储能系统包括目标储能模块、飞轮储能模块、储能变流器和整流器，并且针对任一储能变流器，采用VSG控制方法控制该储能变流器，以使该储能变流器提供虚拟转子惯量，维持所述电网频率的稳定。上述方法考虑飞轮储能模块为旋转系统所以响应速度快的特点，通过飞轮储能模块对应逆变器的VSG控制补偿非旋转系统的光伏储能VSG响应速度慢的缺点，从而共同为电网提供虚拟惯量，提高电网频率的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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是本发明实施例提供的储能系统改善电网频率特性的方法的应用场景图；
图2是本发明实施例提供的储能系统改善电网频率特性的方法的实现流程图；
图3是本发明实施例提供的VSG控制流程图；
图4是本发明实施例提供的SPWM信号生成流程图；
图5是本发明实施例提供的储能系统改善电网频率特性的装置的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的终端的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
图1为本发明实施例提供的储能系统的VSG控制方法的应用场景图。如图1所示，所述储能系统包括目标储能模块BAT、飞轮储能模块M(M1、M2、...、MN)、储能变流器PCS(PCS1、PCS2、...PCSn)和整流器AC/DC；各个目标储能模块BAT的输出端、各个储能变流器PCS的直流端分别连接直流母线，各个飞轮储能模块M的输出端分别与对应的整流器AC/DC的交流端连接，各个整流器AC/DC的直流端均连接至所述直流母线，各个储能变流器PCS的交流端与电网母线连接；各个飞轮储能模块的输出端还用于连接电网母线。
具体的，目标储能模块为除飞轮储能模块外的储能模块，具体可以包括光伏储能模块、风电储能模块或储能电池，当目标储能模块为光伏储能模块时，目标储能模块包括光伏极板、DCDC模块和电池模块，且光伏极板与DCDC模块的一端连接，DCDC的另一端分别与目标储能模块的输出端及电池模块连接。以下以光伏储能模块为例对本申请提供的方法进行后续详细说明。
参见图2，其示出了本发明实施例提供的储能系统的VSG控制方法的实现流程图，详述如下：
S101：针对任一储能变流器，采用VSG控制方法控制该储能变流器，以使该储能变流器提供虚拟转子惯量，维持所述电网频率的稳定。
本实施例的执行主体为储能系统的控制主机，该控制主机分别与目标储能模块的控制器、整流器的控制器和储能变流器的控制器通信连接，用于分别向整流器的控制器和目标储能模块的控制器下发功率控制指令，向储能变流器的控制器下发VSG控制指令，飞轮储能模块和目标储能模块各自向储能变流器提供功率，以使储能变流器输出对应的虚拟转子惯量来维持电网频率的稳定。
在本实施例中，虚拟同步机技术是通过模拟同步机组的机电暂态特性，使采用变流器的电源或负荷具有同步机组的惯量、阻尼、频率和电压调整等运行外特性的技术。由于常见的储能系统例如光伏储能系统通常为非旋转系统，其对应虚拟同步发电机响应电网频率变化的速度较慢，因此在电网波动较大时无法及时的对电网频率进行调节。本实施例在一次调频控制阶段，将飞轮储能模块接入电网，既不会导致电网的进一步波动，又能通过飞轮储能提供的虚拟惯量补偿非旋转系统的光伏储能VSG响应速度慢的缺点，从而在电网频率波动较大时采用飞轮储能和光伏储能共同为电网提供虚拟惯量，使电网频率快速的达到稳定。
在一个可能的实现方式中，S101的具体实现流程包括：
基于所述电网频率自适应确定该储能变流器对应的虚拟转子惯量；
将所述虚拟转子惯量分为固定的第一虚拟转子惯量和随电网频率自适应变化的第二虚拟转子惯量；
基于所述第一虚拟转子惯量控制各个目标储能模块的给定输出功率；
基于所述第二虚拟转子惯量控制各个整流器的给定输出功率；
采用所述虚拟转子惯量对所述储能变流器进行VSG控制。
在一个可能的实现方式中，确定虚拟转子惯量的具体实现流程包括：
基于公式
计算所述虚拟转子惯量；
式(1)中，J表示所述虚拟转子惯量，J0表示虚拟转子惯量稳态值；ω表示所述储能变流器的虚拟转子角速度，ωg表示电网角速度，且ωg＝2πfg，其中，fg表示所述电网频率，k表示常数，C表示虚拟转子角速度变化率的阈值。
其中，J0表示虚拟转子惯量稳态值，可基于同步发电机的自然振动角速度确定。
具体的，虚拟转子惯量的大小由VSG的虚拟角速度和电网角速度之差，以及虚拟角速率的大小共同决定，当VSG的虚拟角速度大于电网角速度、VSG的虚拟角速率大于零时，虚拟转子惯量会增大，当VSG的虚拟角速度大于电网角速度、VSG的虚拟角速率小于零时，虚拟转子惯量会减小，当VSG的虚拟角速度小于电网角速度、VSG的虚拟角速率小于零时，虚拟转子惯量会增大，当VSG的虚拟角速度小于电网角速度、VSG的虚拟角速率大于零时，虚拟转子惯量会减小。基于上述原理，本申请基于电网频率自适应确定储能变流器VSG需要输出的虚拟转子惯量大小，从而提高储能系统的频率响应速度。
在本实施例中，储能变流器按照固定的控制周期进行VSG控制，上述公式(1)中储能变流器VSG在当前控制周期的虚拟转子惯量J的计算是由当前的电网频率与上一控制周期的VSG的虚拟转子角速度计算得到。在确定当前控制周期的虚拟转子惯量J后，将该虚拟转子惯量分为两份(第一虚拟转子惯量和第二虚拟转子惯量)，一份由所有飞轮储能模块的输出功率提供，一份由所有目标储能模块的输出功率提供，因此需要基于第一虚拟转子惯量确定各个目标储能模块的给定输出功率，基于第二虚拟转子惯量确定各个飞轮储能模块对应整流器的给定输出功率。
在一个可能的实现方式中，图3示出了储能变流器的控制流程图，如图3所示，采用所述虚拟转子惯量对所述储能变流器进行VSG控制的具体实现流程包括：
S201：将所述储能变流器的输入电压实际值Uo输入无功-电压调节环路，输出给定的储能变流器VSG电压幅值ea,eb,ec；
S202：将储能变流器的输入有功功率P输入有功-频率调节环路，输出VSG的相位其中虚拟转子惯量为有功-频率调节环路中的一个参数值；
S203：基于给定的储能变流器VSG电压幅值ea,eb,ec和VSG的相位得到储能变流器VSG的三相给定电压。
在本实施例中，储能变流器的输入功率由直流母线的功率除以储能变流器的数量得到，基于储能变流器的输入功率确定储能变流器的输入有功功率和输入无功功率。
具体的，S201的具体实现流程包括：
获取储能变流器的输入电压实际值Uo；
将输入电压额定值Uref减去输入电压实际值Uo，得到输入电压误差；
将给定无功功率Qref减去限幅后的储能变流器的输出无功功率Q，得到无功功率误差；
将输入电压误差与电压调节系数kv相乘，得到第一控制量；将无功功率误差与无功功率调节系数kq相乘，得到第二控制量；
将第一控制量、第二控制量与储能变流器VSG的空载电动势E0相加，得到给定的储能变流器VSG电压幅值ea,eb,ec；
具体的，如图3所示，S202的具体实现流程包括：
将给定有功功率Pref减去储能变流器的输入有功功率P，得到有功功率差值；
基于公式计算VSG的虚拟转子角速度ω；对VSG的虚拟转子角速度ω进行积分，得到VSG的相位/>
其中，ω0表示电网同步角速度，D表示阻尼转矩对应的阻尼系数，Td为来自机械摩擦、定子损耗、励磁和阻尼绕组的阻尼转矩。
在一个可能的实施方式中，S203的具体实现流程包括：
基于公式
计算储能变流器VSG的三相给定电压；
式(2)中，ea表示a相给定电压，eb表示b相给定电压，ec表示c相给定电压，Ep表示相电压的幅值，E表示给定的储能变流器VSG电压幅值，表示VSG的相位，ω表示虚拟转子角速度。
在一个可能的实现方式中，图4示出了控制储能变流器的SPWM(Sinusoidal PulseWidth Modulation，正弦脉宽调制)信号的生成流程框图。如图4所示，在得到储能变流器的三相给定电压之后，将三相给定电压输入图4所示的控制环路中，生成SPWM信号。图4中，iref表示额定的并网电流，ia、ib和ic分别表示三相输出电流；ie表示输出电流偏差；PR为比例谐振调节器(Proportional resonant regulator)，L表示电感、R表示本地电阻，um表示调制信号的电压幅值。
在本实施例中，在得到正弦脉宽调制信号后，采用正弦脉宽调制信号控制储能变流器的各个开关管，以使储能变流器输出相应的虚拟转子惯量。
由上述流程可知，虚拟转子角速度的大小取决于储能变流器的输入功率，而储能变流器的输入功率来源于接入直流母线的目标储能模块的输出功率和飞轮储能模块对应整流器的输出功率，因此可以通过设置各个整流器的给定输出功率和各个目标储能模块的给定输出功率来调整VSG的虚拟转子角速度，进而调整VSG输出的虚拟转子惯量。
从上述实施例可知，在电网系统相对稳定时，本实施例采用原有的光伏储能模块对应VSG来稳定电网频率。在电网频率波动较大时，基于自适应虚拟转子惯量方法响应速度快的优点、以及飞轮储能系统作为旋转系统本身就具有响应速度快的优点，在光伏储能VSG的基础上，采用飞轮储能提供虚拟转子惯量对电网频率做微调，从而不仅能充分利用飞轮储能VSG这种旋转系统响应速度快的优点，还不需要配置大容量的飞轮储能模块。
在一个可能的实现方式中，S101的具体实现流程包括：
基于所述电网频率自适应确定所述虚拟转子惯量；
将所述虚拟转子惯量分为随着电网频率自适应变化的第一虚拟转子惯量和固定的第二虚拟转子惯量；
基于所述第一虚拟转子惯量控制各个目标储能模块的给定输出功率；
基于所述第二虚拟转子惯量控制各个整流器的给定输出功率；
采用所述虚拟转子惯量对所述储能变流器进行VSG控制。
本实施例可以优先为飞轮储能模块对应整流器分配固定的输出功率，并使目标储能模块提供自适应电网频率变化的输出功率，从而提高储能变流器VSG的响应速度，进一步改善电网频率稳定性。
在一个可能的实现方式中，S101的具体实现流程包括：
基于电网频率自适应获取虚拟转子惯量；
若所述虚拟转子惯量小于或等于第一虚拟转子惯量最大值，则采用所述虚拟转子惯量控制各个目标储能模块的给定输出功率，并控制各个整流器的给定输出功率为零；
若所述虚拟转子惯量大于所述第一虚拟转子惯量最大值，则采用所述第一虚拟转子惯量最大值控制各个目标储能模块的给定输出功率，采用第二虚拟转子惯量控制各个整流器的给定输出功率；所述第二虚拟转子惯量为所述虚拟转子惯量和所述第一虚拟转子惯量最大值的差值；
采用所述虚拟转子惯量对所述储能变流器进行VSG控制。
具体的，本实施例可以优先采用目标储能模块为储能变流器VSG提供功率，在目标储能模块的输出功率不足以支撑储能变流器VSG的虚拟转子惯量需求时，再启用飞轮储能模块向储能变流器提供功率。其中，虚拟转子角速度的大小与储能变流器的输入功率大小呈正相关，因此当仅采用目标储能模块向储能变流器供电时，第一虚拟转子惯量最大值为所有目标储能模块的最大过载能力时储能变流器输出的虚拟转子惯量。
在本实施例中，控制主机在监测到持续第一预设时长内虚拟转子惯量均等于第一虚拟转子惯量最大值，或者在第二预设时长内虚拟转子惯量等于第一虚拟转子惯量最大值的采样时刻的数量占整个第二预设时长采样时刻总数量的预设百分比，则判定目标储能模块的输出功率无法使储能变流器输出足够支撑电网频率的虚拟惯量，则控制整流器向储能变流器输出功率，以保证储能变流器VSG输出足够的虚拟转子惯量。
其中，预设百分比可以为60％～80％。
在一个可能的实现方式中，S101的具体实现流程包括：
基于电网频率自适应获取虚拟转子惯量；
若所述虚拟转子惯量小于或等于第二虚拟转子惯量最大值，则采用所述虚拟转子惯量控制各个整流器的给定输出功率，并控制各个目标储能模块的给定输出功率为零；
若所述虚拟转子惯量大于所述第二虚拟转子惯量最大值，则采用所述第一虚拟转子惯量最大值控制各个整流器的给定输出功率，采用第二虚拟转子惯量控制各个目标储能模块的给定输出功率；所述第二虚拟转子惯量为所述虚拟转子惯量需求值和所述第一虚拟转子惯量最大值的差值；
采用所述虚拟转子惯量对所述储能变流器进行VSG控制。
具体的，本实施例可以优先采用各个飞轮储能模块为储能变流器VSG提供功率，在飞轮储能模块的输出功率不足以支撑储能变流器VSG的虚拟转子惯量需求时，再启用目标储能模块向储能变流器提供功率。其中，虚拟转子角速度的大小与储能变流器的输入功率大小呈正相关，因此当仅采用飞轮储能模块向储能变流器供电时，第二虚拟转子惯量最大值为所有飞轮储能模块的最大过载能力时储能变流器输出的虚拟转子惯量。
在本实施例中，控制主机在监测到持续第一预设时长内虚拟转子惯量均等于第二虚拟转子惯量最大值，或者在第二预设时长内虚拟转子惯量等于第二虚拟转子惯量最大值的采样时刻的数量占整个第二预设时长采样时刻总数量的预设百分比，则判定飞轮储能模块的输出功率无法使储能变流器输出足够支撑电网频率的虚拟惯量，则控制目标储能模块向储能变流器输出功率，以保证储能变流器VSG输出足够的虚拟转子惯量。应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以下为本发明的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。
图5示出了本发明实施例提供的储能系统改善电网频率特性的装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
如图5所示，储能系统改善电网频率特性的装置100包括：
VSG控制模块110，用于针对任一储能变流器，采用VSG控制方法控制该储能变流器，以使该储能变流器提供虚拟转子惯量，维持所述电网频率的稳定。
在一个可能的实现方式中，VSG控制模块110包括：
虚拟转子惯量获取单元，用于基于所述电网频率自适应确定所述虚拟转子惯量；
第一惯量划分单元，用于基于所述第一虚拟转子惯量控制各个目标储能模块的给定输出功率；
目标储能模块控制单元，用于基于所述第二虚拟转子惯量控制各个整流器的给定输出功率；
整流器控制单元，用于基于所述第二虚拟转子惯量控制所述整流器的给定输出功率；
VSG控制单元，用于采用所述虚拟转子惯量对所述储能变流器进行VSG控制。
在一个可能的实现方式中，虚拟转子惯量获取单元包括：
基于公式计算所述虚拟转子惯量；
其中，J表示所述虚拟转子惯量，J0表示虚拟转子惯量稳态值；ω表示所述储能变流器的虚拟转子角速度，ωg表示电网角速度，且ωg＝2πfg，其中，fg表示所述电网频率，k表示常数，C表示虚拟转子角速度变化率的阈值。
在一个可能的实现方式中，VSG控制模块110包括：
基于所述电网频率自适应确定所述虚拟转子惯量；
将所述虚拟转子惯量分为随着电网频率自适应变化的第一虚拟转子惯量和固定的第二虚拟转子惯量；
基于所述第一虚拟转子惯量控制各个目标储能模块的给定输出功率；
基于所述第二虚拟转子惯量控制各个整流器的给定输出功率；
采用所述虚拟转子惯量对所述储能变流器进行VSG控制。
在一个可能的实现方式中，VSG控制模块110包括：
基于电网频率自适应获取虚拟转子惯量；
若所述虚拟转子惯量小于或等于第一虚拟转子惯量最大值，则采用所述虚拟转子惯量控制各个目标储能模块的给定输出功率，并控制各个整流器的给定输出功率为零；
若所述虚拟转子惯量大于所述第一虚拟转子惯量最大值，则采用所述第一虚拟转子惯量最大值控制各个目标储能模块的给定输出功率，采用第二虚拟转子惯量控制各个整流器的给定输出功率；所述第二虚拟转子惯量为所述虚拟转子惯量和所述第一虚拟转子惯量最大值的差值；
采用所述虚拟转子惯量对所述储能变流器进行VSG控制。
在一个可能的实现方式中，VSG控制模块110包括：
基于电网频率自适应获取虚拟转子惯量；
若所述虚拟转子惯量小于或等于第二虚拟转子惯量最大值，则采用所述虚拟转子惯量控制各个整流器的给定输出功率，并控制各个目标储能模块的给定输出功率为零；
若所述虚拟转子惯量大于所述第二虚拟转子惯量最大值，则采用所述第一虚拟转子惯量最大值控制各个整流器的给定输出功率，采用第二虚拟转子惯量控制各个目标储能模块的给定输出功率；所述第二虚拟转子惯量为所述虚拟转子惯量需求值和所述第一虚拟转子惯量最大值的差值；
采用所述虚拟转子惯量对所述储能变流器进行VSG控制。
从上述实施例可知，上述装置考虑飞轮储能模块为旋转系统所以响应速度快的特点，通过飞轮储能模块补偿非旋转系统的目标储能模块响应速度慢的缺点，从而共同为储能变流器提供功率，以使储能变流器提供自适应电网频率变化的虚拟转子惯量，提高电网频率的稳定性。
图6是本发明实施例提供的终端的示意图。如图6所示，该实施例的终端6包括：处理器60和存储器61。所述存储器61用于存储计算机程序62，所述处理器60用于调用并运行所述存储器61中存储的计算机程序62，执行上述各个储能系统改善电网频率特性的方法实施例中的步骤，例如图2所示的步骤101。或者，所述处理器60用于调用并运行所述存储器61中存储的计算机程序62，实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图5所示模块110的功能。
示例性的，所述计算机程序62可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器61中，并由所述处理器60执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序62在所述终端6中的执行过程。
所述终端6可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端6可包括，但不仅限于，处理器60、存储器61。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是终端6的示例，并不构成对终端6的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器60可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。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。
所述存储器61可以是所述终端6的内部存储单元，例如终端6的硬盘或内存。所述存储器61也可以是所述终端6的外部存储设备，例如所述终端6上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器61还可以既包括所述终端6的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器61用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明实施例提供了一种储能系统，其包括至少一个目标储能模块、至少一个飞轮储能模块、各个目标储能模块对应的储能变流器、各个飞轮储能模块对应的整流器和如上所述的终端；
各个目标储能模块的输出端、各个储能变流器的直流端分别连接直流母线，各个飞轮储能模块的输出端分别与对应的整流器的交流端连接，各个整流器的直流端均连接至所述直流母线，各个储能变流器的交流端与电网母线连接。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，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讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明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。
所述集成的模块/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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个储能系统改善电网频率特性的方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储能系统改善电网频率特性的方法，其特征在于，所述储能系统包括至少一个目标储能模块、至少一个飞轮储能模块、各个目标储能模块对应的储能变流器和各个飞轮储能模块对应的整流器；各个目标储能模块的输出端、各个储能变流器的直流端分别连接直流母线，各个飞轮储能模块的输出端分别与对应的整流器的交流端连接，各个整流器的直流端均连接至所述直流母线，各个储能变流器的交流端与电网母线连接；
所述方法包括：
针对任一储能变流器，采用VSG控制方法控制该储能变流器，以使该储能变流器提供虚拟转子惯量，维持所述电网频率的稳定。
2.根据权利要求1所述的储能系统改善电网频率特性的方法，其特征在于，所述针对任一储能变流器，采用VSG控制方法控制该储能变流器，以使该储能变流器提供虚拟转子惯量，维持所述电网频率的稳定，包括：
基于所述电网频率自适应确定该储能变流器对应的虚拟转子惯量；
将所述虚拟转子惯量分为固定的第一虚拟转子惯量和随电网频率自适应变化的第二虚拟转子惯量；
基于所述第一虚拟转子惯量控制各个目标储能模块的给定输出功率；
基于所述第二虚拟转子惯量控制各个整流器的给定输出功率；
采用所述虚拟转子惯量对所述储能变流器进行VSG控制。
3.根据权利要求2所述的储能系统改善电网频率特性的方法，其特征在于，所述基于所述电网频率自适应确定该储能变流器对应的虚拟转子惯量，包括：
基于公式计算所述虚拟转子惯量；
其中，J表示所述虚拟转子惯量，J0表示虚拟转子惯量稳态值；ω表示所述储能变流器的虚拟转子角速度，ωg表示电网角速度，且ωg＝2πfg，其中，fg表示所述电网频率，k表示常数，C表示虚拟转子角速度变化率的阈值。
4.根据权利要求1所述的储能系统改善电网频率特性的方法，其特征在于，所述针对任一储能变流器，采用VSG控制方法控制该储能变流器，以使该储能变流器提供虚拟转子惯量，维持所述电网频率的稳定，包括：
基于所述电网频率自适应确定所述虚拟转子惯量；
将所述虚拟转子惯量分为随着电网频率自适应变化的第一虚拟转子惯量和固定的第二虚拟转子惯量；
基于所述第一虚拟转子惯量控制各个目标储能模块的给定输出功率；
基于所述第二虚拟转子惯量控制各个整流器的给定输出功率；
采用所述虚拟转子惯量对所述储能变流器进行VSG控制。
5.根据权利要求1所述的储能系统改善电网频率特性的方法，其特征在于，所述针对任一储能变流器，采用VSG控制方法控制该储能变流器，以使该储能变流器提供虚拟转子惯量，维持所述电网频率的稳定，包括：
基于电网频率自适应获取虚拟转子惯量；
若所述虚拟转子惯量小于或等于第一虚拟转子惯量最大值，则采用所述虚拟转子惯量控制各个目标储能模块的给定输出功率，并控制各个整流器的给定输出功率为零；
若所述虚拟转子惯量大于所述第一虚拟转子惯量最大值，则采用所述第一虚拟转子惯量最大值控制各个目标储能模块的给定输出功率，采用第二虚拟转子惯量控制各个整流器的给定输出功率；所述第二虚拟转子惯量为所述虚拟转子惯量和所述第一虚拟转子惯量最大值的差值；
采用所述虚拟转子惯量对所述储能变流器进行VSG控制。
6.根据权利要求5所述的储能系统改善电网频率特性的方法，其特征在于，所述针对任一储能变流器，采用VSG控制方法控制该储能变流器，以使该储能变流器提供虚拟转子惯量，维持所述电网频率的稳定，包括：
基于电网频率自适应获取虚拟转子惯量；
若所述虚拟转子惯量小于或等于第二虚拟转子惯量最大值，则采用所述虚拟转子惯量控制各个整流器的给定输出功率，并控制各个目标储能模块的给定输出功率为零；
若所述虚拟转子惯量大于所述第二虚拟转子惯量最大值，则采用所述第一虚拟转子惯量最大值控制各个整流器的给定输出功率，采用第二虚拟转子惯量控制各个目标储能模块的给定输出功率；所述第二虚拟转子惯量为所述虚拟转子惯量需求值和所述第一虚拟转子惯量最大值的差值；
采用所述虚拟转子惯量对所述储能变流器进行VSG控制。
7.一种储能系统改善电网频率特性的装置，其特征在于，包括：所述储能系统包括至少一个目标储能模块、至少一个飞轮储能模块、各个目标储能模块对应的储能变流器和各个飞轮储能模块对应的整流器；各个目标储能模块的输出端、各个储能变流器的直流端分别连接直流母线，各个飞轮储能模块的输出端分别与对应的整流器的交流端连接，各个整流器的直流端均连接至所述直流母线，所述储能变流器的交流端与电网母线连接；
所述装置包括：
VSG控制模块，用于针对任一储能变流器，采用VSG控制方法控制该储能变流器，以使该储能变流器提供虚拟转子惯量，维持所述电网频率的稳定。
8.一种终端，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用并运行所述存储器中存储的计算机程序，执行如权利要求1至6中任一项所述的储能系统改善电网频率特性的方法。
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至6中任一项所述储能系统改善电网频率特性的方法的步骤。
10.一种储能系统，其特征在于，包括：至少一个目标储能模块、至少一个飞轮储能模块、各个目标储能模块对应的储能变流器、各个飞轮储能模块对应的整流器和如权利要求8所述的终端；
各个目标储能模块的输出端、各个储能变流器的直流端分别连接直流母线，各个飞轮储能模块的输出端分别与对应的整流器的交流端连接，各个整流器的直流端均连接至所述直流母线，各个储能变流器的交流端与电网母线连接。
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