稳定电压的控制方法及装置、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及电力系统自动化技术领域，尤其涉及一种稳定电压的控制方法及装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.我国现代电力系统大机组、大电网、超高压、长距离、重负荷、大区域联网、交直流联合系统的特点，虽然强有力的保证了社会的用电需求，但由于非线性、冲击性负荷，尤其是电力电子变换装置广泛应用，电力系统安全也面临挑战。由于受到资源、经济和环境等因素的制约，区域内密集电源和远距离大容量输电系统的不断出现，在电网建设的初期和发展期间，电网结构相对薄弱，常导致电力系统常常运行在接近极限的状态，这使得电力系统稳定问题严重。稳定一旦破坏，常会导致并列运行的发电机失去同步，频率持续严重降低造成系统崩溃，电压持续严重降低造成系统崩溃等。这将会造成大范围、较长时间停电。在最严重的情况下，可能会导致电力系统崩溃和瓦解。
3.研究和实施相应的暂态稳定紧急控制措施，不但可以提高系统运行的可靠性，而且可以因传输能力的提高而产生直接经济效益。此外，从经济性和实用性的角度来说，预防控制并不总是灵活和有效的，对于某些小概率的严重事故，采取紧急控制措施或许比预防控制更为合理。在某些情况下，如远方大容量机组失步，紧急控制甚至是防止系统暂态电压失稳的唯一实用办法。
4.随着系统中负荷的不断增加，传统的低压切负荷手段已经越来越不能满足维护电网安全稳定运行的需求。传统的低压减载方法通过设置一定的电压阈值，当系统中某些节点电压低于设定的阈值时，切除固定比例的负荷，其控制策略通过离线计算的方式生成。而离线计算是基于系统的模拟运行状态所得到的，与系统的实际运行状态存在差别，难以实现最优切负荷。因此，有必要提出一种新的低压切负荷方法，既能保证系统安全稳定运行，防止电压崩溃事故的发生，又可以减少由于低压切负荷所造成的经济损失。
5.对于受端电路出现因故障导致出现大面积功率缺额时，如果应对紧急控制量不足，会引发大面积停电事故，因此，低频减载是系统出现缺额后保证系统稳定最有效的措施，最常用的措施就是切负荷，但是切大量负荷会给社会造成重大经济损失，美国加州因灾害负荷过量增长造成电力系统重大故障进行切负荷措施，造成大量人员伤亡。
6.因此，目前仍然缺少一种稳定电压的有效手段。


技术实现要素：

7.本发明的主要目的在于提供一种稳定电压的控制方法及装置、设备及存储介质，可以解决现有技术中的缺少一种稳定电压的有效手段的问题。
8.为实现上述目的，本发明第一方面提供一种稳定电压的控制方法，所述方法应用于电力系统，所述电力系统包括感应电动机以及储能系统，所述方法包括：
9.获取所述电力系统的运行数据，所述运行数据至少包括所述感应电动机的转矩差
数据；
10.根据所述感应电动机的转矩差数据，确定所述电力系统的运行状态，所述运行状态至少包括负荷失稳；
11.若所述运行状态为负荷失稳，则利用所述电力系统的等效惯性中心频率，确定所述电力系统的切负荷总量；以及确定所述储能系统的第一充放电状态；
12.利用所述切负荷总量对所述电力系统进行切负荷处理，并根据所述第一充放电状态以及所述储能系统的有功输出指令，确定所述储能系统的第二充放电状态，控制所述储能系统从所述第一充放电状态变为第二充放电状态，以使所述电力系统的电压稳定。
13.在一种可行实现方式中，所述方法，还包括：
14.利用所述切负荷总量以及预设的吸收功率与切负荷量函数关系，确定所述储能系统的目标吸收功率以及所述电力系统的实际切负荷量，所述预设的吸收功率与切负荷量函数关系包括将所述切负荷总量作为所述储能系统的吸收功率与所述电力系统的实际切负荷量之和；
15.将所述储能系统的吸收功率调整至所述目标吸收功率，以使所述电力系统的电压稳定。
16.在一种可行实现方式中，所述根据所述第一充放电状态以及所述储能系统的有功输出指令，确定所述储能系统的第二充放电状态，包括：
17.若所述储能系统的第一充放电状态为放电状态且所述有功输出指令大于0，则确定所述储能系统的第二充放电状态为放电状态；
18.若所述储能系统的第一充放电状态为放电状态且所述有功输出指令小于0，则确定所述储能系统的第二充放电状态为充电状态；
19.若所述储能系统的第一充放电状态为充电状态且所述有功输出指令大于0，则确定所述储能系统的第二充放电状态为放电状态；
20.若所述储能系统的第一充放电状态为充电状态且所述有功输出指令小于0，则确定所述储能系统的第二充放电状态为充电状态。
21.在一种可行实现方式中，所述利用所述电力系统的等效惯性中心频率，确定所述电力系统的切负荷总量，包括：
22.利用所述电力系统的负荷的节点数、各个节点的等效系数与频率以及预设的等效惯性中心频率算法，确定所述电力系统的等效惯性中心频率；
23.利用所述等效惯性中心频率以及预设的全网有功不平衡量算法，确定所述电力系统的全网有功不平衡量，所述全网有功不平衡量为切负荷总量。
24.在一种可行实现方式中，所述等效惯性中心频率算法包括如下数学表达式：
[0025][0026]
式中，fc为等效惯性中心频率，n0为负荷的节点数，hi以及si均为节点i的等效系数，fi为节点i的频率。
[0027]
在一种可行实现方式中，所述全网有功不平衡量算法包括如下数学表达式：
[0028][0029]
式中，δp为所述电力系统的全网有功不平衡量，fc为等效惯性中心频率，n0为负荷的节点数，hi以及si均为节点i的等效系数，fi为节点i的频率，fn为额定频率，δpi为节点i的有功缺额。
[0030]
在一种可行实现方式中，所述根据所述感应电动机的转矩差数据，确定所述电力系统的运行状态，包括：
[0031]
在故障清除后，若所述转矩差数据中的不稳定转差小于临界转差，则确定所述电力系统的运行状态为负荷失稳，所述不稳定转差为端电压为极大值时所对应的感应电动机的转矩差；
[0032]
在故障清除后，若所述不稳定转差大于等于临界转差，则确定所述电力系统的运行状态为暂态电压稳定；
[0033]
或者，在故障清除后，当所述转矩差数据中的转矩差极大值小于0，则确定所述电力系统的运行状态为负荷失稳。
[0034]
为实现上述目的，本发明第二方面提供一种稳定电压的控制装置，所述装置包括：
[0035]
所述装置应用于电力系统，所述电力系统包括感应电动机以及储能系统，所述装置包括：
[0036]
数据获取模块：用于获取所述电力系统的运行数据，所述运行数据至少包括所述感应电动机的转矩差数据；
[0037]
状态确定模块：用于根据所述感应电动机的转矩差数据，确定所述电力系统的运行状态，所述运行状态至少包括负荷失稳；
[0038]
负荷切除量确定模块：用于若所述运行状态为负荷失稳，则利用所述电力系统的等效惯性中心频率，确定所述电力系统的切负荷总量；以及确定所述储能系统的第一充放电状态；
[0039]
电压稳定模块：用于利用所述切负荷总量对所述电力系统进行切负荷处理，并根据所述第一充放电状态以及所述储能系统的有功输出指令，确定所述储能系统的第二充放电状态，控制所述储能系统从所述第一充放电状态变为第二充放电状态，以使所述电力系统的电压稳定。
[0040]
为实现上述目的，本发明第三方面提供一种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，使得所述处理器执行如第一方面及任一可行实现方式所示步骤。
[0041]
为实现上述目的，本发明第四方面提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如第一方面及任一可行实现方式所示步骤。
[0042]
采用本发明实施例，具有如下有益效果：
[0043]
本发明提供一种稳定电压的控制方法，方法应用于电力系统，电力系统包括感应电动机以及储能系统，方法包括：获取电力系统的运行数据，运行数据至少包括感应电动机的转矩差数据；根据感应电动机的转矩差数据，确定电力系统的运行状态，运行状态至少包
括负荷失稳；若运行状态为负荷失稳，则利用电力系统的等效惯性中心频率，确定电力系统的切负荷总量；以及确定储能系统的第一充放电状态；利用切负荷总量对电力系统进行切负荷处理，并根据第一充放电状态以及储能系统的有功输出指令，确定储能系统的第二充放电状态，控制储能系统从第一充放电状态变为第二充放电状态，以使电力系统的电压稳定。通过上述方式，提出了储能系统参与保护暂态电压安全的切负荷紧急控制策略，在电压失稳情况下储能电源参与的同时切除部分负荷，不仅可以减少切负荷量，同时还可以提高暂态电压稳定性。
附图说明
[0044]
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0045]
其中：
[0046]
图1为本发明实施例中一种稳定电压的控制方法的流程图；
[0047]
图2为本发明实施例中一种稳定电压的控制方法的另一流程图；
[0048]
图3为本发明实施例中一种感应电动机的转矩差的特性曲线；
[0049]
图4为本发明实施例中一种储能系统控制模型；
[0050]
图5为本发明实施例中一种储能系统投入等面积示意图；
[0051]
图6为本发明实施例中一种稳定电压的控制装置的结构框图；
[0052]
图7为本发明实施例中计算机设备的结构框图。
具体实施方式
[0053]
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，所描述的实施例仅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作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。
[0054]
需要说明的是，随着电力系统规模的不断扩大，输电线路电压等级逐步提高，风电等间歇性能源所占比重亦逐年增加，电力系统的电压稳定问题已经变得越来越突出。切负荷作为防止电压失稳的最后一道防线，越来越受到人们的重视，然而传统的低压减载方法已经难以满足实际系统的需求，寻求一种经济高效的切负荷控制方法十分必要。
[0055]
电压失稳是一个逐渐演变的过程，起源于系统中最薄弱的节点，然后逐渐蔓延至其附近的节点。低压切负荷是防止电网发生电压失稳事故的可靠措施，作为第三道防线，是维护系统安全稳定运行不可或缺的一部分。因此研究切负荷控制维护电压稳定、防止电压崩溃的作用，是实现电力系统电压暂态稳定的最有效的控制措施。
[0056]
其中，储能系统提升电网电能质量可以缓解电网的峰谷差加剧、可再生能源的随机性和波动性均驱动了储能系统在电力系统中的规模化配置和运行，提升电能质量可以作为储能系统“一机多用”功能的一部分；又可以在储能系统在变流器提供广义无功调节的同时，储能可提供有功的调节能力，而且对于解决中低压配电网的电压质量问题也具有难以
替代的作用。因此，充分利用储能系统的本体和变流器资源，对有功/无功共同作用的电网电能质量问题有着更好的调节效果，可显著降低新能源电站、电网和用户的重复投资，具有良好的经济性。储能电源的快速能量转换能力消纳电力系统扰动过程中被注入的过剩暂态动能，将系统内临界割集的支路暂态势能控制在有限范围内，实现电力系统暂态过程中动能与势能的有效转换。
[0057]
根据研究表明储能比传统调频电源高效数倍，且电池储能的调频能力是火电机组的9倍，电化学储能已经在电力系统有多种应用，电池本体、集成技术、协调运行等方面取得了大量经验，并形成了标准体系，为下一步更大规模的应用奠定了坚实的基础，电池储能将会是未来最具潜力的调频方式。
[0058]
对于受端电路出现因故障导致出现大面积功率缺额时，如果应对紧急控制量不足，会引发大面积停电事故，因此，低频减载是系统出现缺额后保证系统稳定最有效的措施，最常用的措施就是切负荷，但是切大量负荷会给社会造成重大经济损失，美国加州因灾害负荷过量增长造成电力系统重大故障进行切负荷措施，造成大量人员伤亡。为避免类似情况发生，可以利用储能系统进行调峰，缓解因系统负荷过大而导致电量供不应求的问题，极大程度增加电网承受负荷能力的弹性。
[0059]
本技术所示的稳定电压的控制方法，是通过在电力系统的稳定电压的控制过程中投入储能系统，使得储能系统参与电压稳定的过程，从而有效缓解因系统负荷过大而导致电量供不应求的问题，极大程度增加电网承受负荷能力的弹性。其中，储能系统包括但不限于储能电池等具备能量转换能力的储能设备。具体的稳定电压的控制方法可以参考以下内容。
[0060]
请参阅图1，图1为本发明实施例中一种稳定电压的控制方法的流程图，如图1所示方法应用于电力系统，所述电力系统包括感应电动机以及储能系统，所述方法包括如下步骤：
[0061]
101、获取所述电力系统的运行数据，所述运行数据至少包括所述感应电动机的转矩差数据；
[0062]
需要说明的是，本技术所示的稳定电压的控制方法应用于电力系统，该电力系统可以为供电系统，例如电网等，进而该电力系统至少包括感应电动机，本技术通过在稳定电压的控制过程中投入储能系统，进而该电力系统还包括储能系统。为了确定电力系统的电压是否稳定，因此，首先获取人电力系统的运行数据，该运行数据用于反映电力系统运行时的电力参数变化情况，电力参数包括但不限于感应电动机的转矩差数据以及储能系统的充放电数据等等。
[0063]
102、根据所述感应电动机的转矩差数据，确定所述电力系统的运行状态，所述运行状态至少包括负荷失稳；
[0064]
进而，得到上述运行数据之后，可以通过该运行数据评估系统的运行状态，比如是否有故障，电压是否稳定，负荷是否稳定等等。其中，感应电动机是是电力系统的主要成分，也是最重要的动态负荷，其动态特性对电力系统暂态过程有显著的影响，故本技术通过转矩差数据判断电力系统的运行状态，具体的，根据感应电动机的转矩差数据，确定电力系统的运行状态，该运行状态包括但不限于负荷失稳或者暂态电压稳定。如若电力系统的运行状态处于负荷失稳状态，则执行步骤103，进行电压稳定控制。
[0065]
103、若所述运行状态为负荷失稳，则利用所述电力系统的等效惯性中心频率，确定所述电力系统的切负荷总量；以及确定所述储能系统的第一充放电状态；
[0066]
需要说明的是，若电力系统的运行状态处于负荷失稳状态也即运行状态为负荷失稳，则通过切负荷的控制方式使得暂态电压恢复稳定，具体的，可以通过电力系统的等效惯性中心频率，确定所述电力系统的切负荷总量。进一步的，本技术在切负荷时，还会确定所述储能系统的第一充放电状态，以将储能系统投入到暂态电压恢复稳定的过程中。其中，第一充放电状态用于反映储能系统的工作状态，充放电状态包括充电状态或者放电状态。第一充放电状态还代表切负荷之前的储能系统的工作状态。
[0067]
104、利用所述切负荷总量对所述电力系统进行切负荷处理，并根据所述第一充放电状态以及所述储能系统的有功输出指令，确定所述储能系统的第二充放电状态，控制所述储能系统从所述第一充放电状态变为第二充放电状态，以使所述电力系统的电压稳定。
[0068]
最后，通过上述切负荷总量对电力系统进行切负荷处理，进而在电力系统发生扰动之后，也即切负荷后，根据第一充放电状态以及储能系统的有功输出指令，控制储能系统参与到电力系统的暂态电压的稳定过程。具体的，利用切负荷总量对电力系统进行切负荷处理，并根据第一充放电状态以及储能系统的有功输出指令，确定储能系统的第二充放电状态，控制储能系统从第一充放电状态变为第二充放电状态，以使电力系统的电压稳定。其中，第二充放电状态为储能系统在电力系统扰动之后的工作状态。
[0069]
本发明提供一种稳定电压的控制方法，方法应用于电力系统，电力系统包括感应电动机以及储能系统，方法包括：获取电力系统的运行数据，运行数据至少包括感应电动机的转矩差数据；根据感应电动机的转矩差数据，确定电力系统的运行状态，运行状态至少包括负荷失稳；若运行状态为负荷失稳，则利用电力系统的等效惯性中心频率，确定电力系统的切负荷总量；以及确定储能系统的第一充放电状态；利用切负荷总量对电力系统进行切负荷处理，并根据第一充放电状态以及储能系统的有功输出指令，确定储能系统的第二充放电状态，控制储能系统从第一充放电状态变为第二充放电状态，以使电力系统的电压稳定。通过上述方式，提出了储能系统参与保护暂态电压安全的切负荷紧急控制策略，在电压失稳情况下储能电源参与的同时切除部分负荷，不仅可以减少切负荷量，同时还可以提高暂态电压稳定性。
[0070]
请参阅图2，图2为本发明实施例中一种稳定电压的控制方法的另一流程图，如图2所示方法应用于电力系统，所述电力系统包括感应电动机以及储能系统，所述方法包括如下步骤：
[0071]
201、获取所述电力系统的运行数据，所述运行数据至少包括所述感应电动机的转矩差数据；
[0072]
202、根据所述感应电动机的转矩差数据，确定所述电力系统的运行状态，所述运行状态至少包括负荷失稳；
[0073]
需要说明的是，步骤201与步骤202与图1所示步骤101以及102内容相似，为避免重复，此处不做赘述，具体可参阅前述图1所示步骤101以及102内容。
[0074]
在一种可行实现方式中，步骤202可以包括步骤a1至a2或者b1：
[0075]
a1、在故障清除后，若所述转矩差数据中的不稳定转差小于临界转差，则确定所述电力系统的运行状态为负荷失稳，所述不稳定转差为端电压为极大值时所对应的感应电动
机的转矩差；
[0076]
a2、在故障清除后，若所述不稳定转差大于等于临界转差，则确定所述电力系统的运行状态为暂态电压稳定；或者，
[0077]
b1、在故障清除后，当所述转矩差数据中的转矩差极大值小于0，则确定所述电力系统的运行状态为负荷失稳。
[0078]
需要说明的是，根据感应电机负荷稳定状态判断系统失稳情况，判据通过比较扰动后感应电动机转差的变化情况来判断负荷的稳定性，进而判断暂态电压是否失稳。其中，局部区域的电压不稳定性导致系统功率特性曲线减小如图3所示，图3为本发明实施例中一种感应电动机的转矩差的特性曲线，其中，给定端电压tm＝te，a为感应电机的稳定运行点，b为感应电动机的不稳定运行点，由图3可以看出可以吸收的不平衡能量大大减少，暂态电压失稳。
[0079]
并且为避免出现误切过切情况，精确判断系统运行状态，利用提出判据对暂态电压稳定进行判断，即在电力系统的故障清除后，若端电压为极大值时所对应的不稳定转差s
us(umac)
《sm，则该负荷失稳，否则该系统是暂态电压稳定的，其中，sm为临界转差。进一步地，在故障清除后，如果转矩差δt达到极大值δt
max
时，δt
max
《0，即转子仍然减速，则该负荷失稳，也即当所述转矩差数据中的转矩差极大值小于0，则确定所述电力系统的运行状态为负荷失稳。
[0080]
203、若所述运行状态为负荷失稳，则利用所述电力系统的等效惯性中心频率，确定所述电力系统的切负荷总量；以及确定所述储能系统的第一充放电状态；
[0081]
需要说明的是，步骤203与图1所示步骤103内容相似，为避免重复，此处不做赘述，具体可参阅前述图1所示步骤103内容。
[0082]
在一种可行实现方式中，据已知判据对感应电动机负荷母线电压进行稳定性判断，确定不同故障切除时刻负荷状态。根据暂态电压稳定判断依据对故障切除后负荷节点进行失稳判断，对于局部失稳的负荷，选择失稳状态较为严重的节点进行切负荷控制。计算紧急控制措施需要进行的总切负荷控制量，进而利用所述电力系统的等效惯性中心频率，确定所述电力系统的切负荷总量，包括以下步骤c1至c2：
[0083]
c1、利用所述电力系统的负荷的节点数、各个节点的等效系数与频率以及预设的等效惯性中心频率算法，确定所述电力系统的等效惯性中心频率；
[0084]
c2、利用所述等效惯性中心频率以及预设的全网有功不平衡量算法，确定所述电力系统的全网有功不平衡量，所述全网有功不平衡量为切负荷总量。
[0085]
示例性的，上述等效惯性中心频率算法包括如下数学表达式(1)；
[0086][0087]
式中，fc为等效惯性中心频率，n0为负荷的节点数，hi以及si均为节点i的等效系数，fi为节点i的频率。
[0088]
示例性的，上述全网有功不平衡量算法包括如下数学表达式(2)：
[0089][0090]
式中，δp为所述电力系统的全网有功不平衡量，fc为等效惯性中心频率，n0为负荷的节点数，hi以及si均为节点i的等效系数，fi为节点i的频率，fn为额定频率，δpi为节点i的有功缺额。
[0091]
进而在发生扰动后，由式(1)计算出等效惯性中心频率fc，通过求取dfc/dt即可由式(2)获得全网有功不平衡量δp，也即系统需要切除的总负荷量。
[0092]
204、利用所述切负荷总量对所述电力系统进行切负荷处理，并根据所述第一充放电状态以及所述储能系统的有功输出指令，确定所述储能系统的第二充放电状态，控制所述储能系统从所述第一充放电状态变为第二充放电状态，以使所述电力系统的电压稳定；
[0093]
需要说明的是，步骤204与图1所示步骤104内容相似，为避免重复，此处不做赘述，具体可参阅前述图1所示步骤104内容。
[0094]
在一种可行实现方式中，所述根据所述第一充放电状态以及所述储能系统的有功输出指令，确定所述储能系统的第二充放电状态，包括以下步骤d1至d4：
[0095]
d1、若所述储能系统的第一充放电状态为放电状态且所述有功输出指令大于0，则确定所述储能系统的第二充放电状态为放电状态；
[0096]
d2、若所述储能系统的第一充放电状态为放电状态且所述有功输出指令小于0，则确定所述储能系统的第二充放电状态为充电状态；
[0097]
d3、若所述储能系统的第一充放电状态为充电状态且所述有功输出指令大于0，则确定所述储能系统的第二充放电状态为放电状态；
[0098]
d4、若所述储能系统的第一充放电状态为充电状态且所述有功输出指令小于0，则确定所述储能系统的第二充放电状态为充电状态。
[0099]
需要说明的是，若储能系统的第一充放电状态也即当前的工作状态处于放电状态，且剩余调节能力满足要求。分两种情况讨论：【1.1】假设储能当前处于放电状态，当系统发生扰动后，有功输出指令大于0，则储能系统需要保持放电状态，故确定其第二充放电状态为放电状态，具体参考下式(3)以及(4)：
[0100]k·
δδ＝p
f,max-pf＝δps(3)
[0101][0102]
式中，k为有功调节系数；p
f,max
为储能最大放电功率、pf为储能电池参与辅助调频的有功功率；δu为无措施投入储能后系统稳定平衡点；δc为切除故障时的转子角；δδ为有功功角差；e为储能的出力，δps为实际储能功率。
[0103]
【1.2】假设储能当前处于放电状态，在系统发生扰动后，其有功输出指令小于0，则储能系统转变成充电状态，故确定其第二充放电状态为充电状态，具体参考下式(5)以及(6)。
[0104]k·
δδ＝p
c,max
+pf＝δps(5)
[0105]
[0106]
式中，k为有功调节系数；p
c,max
为储能最大充电功率、pf为储能电池参与辅助调频的有功功率；δu为无措施投入储能后系统稳定平衡点；δc为切除故障时的转子角；δδ为有功功角差；e为储能的出力，δps为实际储能功率。
[0107]
进一步地，若储能系统的第一充放电状态也即当前的工作状态处于充电状态，其剩余调节能力满足要求。同样分两种情况讨论：【2.1】假设储能当前处于充电状态，当系统发生扰动后，其有功输出大于0，储能系统需要转变成放电状态，故确定其第二充放电状态为放电状态，具体参考下式(7)以及(8)：
[0108]k·
δδ＝p
f,max
+pc＝δps(7)
[0109][0110]
式中，k为有功调节系数；p
f,max
为储能电池最大放电功率、pf为储能电池参与辅助调频的有功功率；δu为无措施投入储能后系统稳定平衡点；δc为切除故障时的转子角；δδ为有功功角差，δps为实际储能功率。
[0111]
【2.2】假设储能当前处于充电状态，当系统发生扰动后，其有功输出仍小于0，储能系统需要继续保持充电状态，确定其第二充放电状态为充电状态，具体参考下式(9)以及(10)。
[0112]k·
δδ＝p
c,max-pc＝δps(9)
[0113][0114]
式中，k为有功调节系数；p
c,max
为储能最大充电功率、pf为储能电池参与辅助调频的有功功率；δu为无措施投入储能后系统稳定平衡点；δc为切除故障时的转子角；δδ为有功功角差；e为储能的出力，δps为实际储能功率。
[0115]
205、利用所述切负荷总量以及预设的吸收功率与切负荷量函数关系，确定所述储能系统的目标吸收功率以及所述电力系统的实际切负荷量，所述预设的吸收功率与切负荷量函数关系包括将所述切负荷总量作为所述储能系统的吸收功率与所述电力系统的实际切负荷量之和；
[0116]
206、将所述储能系统的吸收功率调整至所述目标吸收功率，以使所述电力系统的电压稳定。
[0117]
进一步的，得到切负荷总量δp后，可以通过预设的吸收功率与切负荷量函数关系，确定所述储能系统的目标吸收功率以及所述电力系统的实际切负荷量，其中，将所述切负荷总量作为所述储能系统的吸收功率与所述电力系统的实际切负荷量之和，也即将单机无穷大等值系统总切负荷量看作储能电源所吸收的功率mδps与故障后切负荷量mδp
′
之和。
[0118]
也即采取集中切负荷控制措施，根据系统缺额情况计算系统总切负荷量，并且在切负荷同时投入储能电源，同时对系统有功功率进行调整，得到实际切负荷量与储能电源的吸收功率，具体可参考下式(11)：
[0119]
δp＝mδp
′
+mδps(11)
[0120]
式中，δp
′
为实际切负荷量，δps为储能电源所吸收的功率(也即实际储能功率)，m为将单机无穷大等值系统的总切负荷量看作储能电源所吸收功率或实际切除负荷的等效转换系数。
[0121]
进而，在系统失稳后进行储能电源与切负荷联合控制措施，利用式(11)分别计算得到储能电源吸收功率与实际切负荷量。将所述储能系统的吸收功率调整至所述目标吸收功率，以使所述电力系统的电压稳定。
[0122]
本发明提供一种稳定电压的控制方法，方法应用于电力系统，电力系统包括感应电动机以及储能系统，方法包括：获取电力系统的运行数据，运行数据至少包括感应电动机的转矩差数据；根据感应电动机的转矩差数据，确定电力系统的运行状态，运行状态至少包括负荷失稳；若运行状态为负荷失稳，则利用电力系统的等效惯性中心频率，确定电力系统的切负荷总量；以及确定储能系统的第一充放电状态；利用切负荷总量对电力系统进行切负荷处理，并根据第一充放电状态以及储能系统的有功输出指令，确定储能系统的第二充放电状态，控制储能系统从第一充放电状态变为第二充放电状态，以使电力系统的电压稳定；利用所述切负荷总量以及预设的吸收功率与切负荷量函数关系，确定所述储能系统的目标吸收功率以及所述电力系统的实际切负荷量，所述预设的吸收功率与切负荷量函数关系包括将所述切负荷总量作为所述储能系统的吸收功率与所述电力系统的实际切负荷量之和；将所述储能系统的吸收功率调整至所述目标吸收功率，以使所述电力系统的电压稳定。通过上述方式，提出了储能系统参与保护暂态电压安全的切负荷紧急控制策略，在电压失稳情况下储能电源参与的同时切除部分负荷，不仅可以减少切负荷量，同时还可以提高暂态电压稳定性。
[0123]
为更好说明本技术，下面结合仿真过程说明本技术的实现过程，请参考下述内容：
[0124]
以判断36节点的电力系统的感应电机负荷失稳状态为例，失稳情况下储能电源参与同时切除部分负荷，研究储能电源在切负荷情况下改善暂态电压稳定性。
[0125]
首先，设计储能电池结构组成电池充放电功率限制及充放电次数限制的无时延bess机电暂态模型，利用节点电流注入法对模型接口进行开发，主要由电池组、igbt组成的并网逆变器(pcs)和监测与控制系统组成如图4所示，图4为本发明实施例中一种储能系统控制模型。
[0126]
其中，pcs控制系统对电网发电机得到的电压u和功角ω与设定的标准值的差值δu以及δω作为输入量进行pi控制，经过外环控制器得到有功功率p
set
和无功功率q
set
，以此作为内部控制环节的输入量，参考下式(12)以及(13)。
[0127][0128][0129]
式中，t
p
为pcs有功响应时间常数；tq为pcs无功响应时间常数；p为储能电池输出有功功率；q为储能电池输出无功功率，p
set
为有功功率和q
set
为无功功率，s为输入量。
[0130]
步骤1，根据电池的充放电功率，储能有功输出指令进行电池充放电的上下限，换流器有功输出功率有限得到储能电池的限制条件；从电池使用安全及寿命角度考虑，对充放电深度进行约束，电池组soc超过容量的90％，电池只能放电不能充电；放电soc低于10％时，为保护电池寿命停止放电只进行充电，参考下式(14)以及(15)。
[0131]
储能电池充电：
[0132][0133]
储能电池放电：
[0134][0135]
式中，δ为储能电池自放电率；ec为储能电池额定容量、p
bat_ch
、p
bat_dh
为储能电池充电和放电功率；η
bat
为储能电池工作效率；η
ch
、η
dh
为pcs充电和放电效率，t为时间
[0136]
进一步的，换流器输出功率也是有限的，因此无功支撑能力不能无限增大，应根据实际情况予以限制，参考下式(16)
[0137][0138]
式中，v
ac
为交流侧电压幅值；i
maxac
为交流侧电流幅值。p为储能电池输出有功功率，q
max
为储能电池输出无功功率的最大值。
[0139]
步骤2，基于扩展等面积准则(eeac)储能控制等效为梯形，p
max
为储能过程中最大的充放电功率，p为储能当前状态下的充放电功率，δδ为从储能投入到恒定的功角差，k为储能充放电速率对储能电源输出进行量化如图5，图5为本发明实施例中一种储能系统投入等面积示意图。
[0140]
进一步地，假设储能当前处于放电状态，且剩余调节能力满足要求。当系统发生扰动后，有功输出指令大于0，储能系统需要保持放电状态，具体参考表达式(3)以及(4)。
[0141]
若储能当前处于放电状态，当系统发生扰动后，其有功输出小于0，储能系统转变成充电状态，具体参考表达式(5)以及(6)。
[0142]
进一步地，假设储能当前处于充电状态，当系统发生扰动后，其有功输出大于0，储能系统需要转变成放电状态，具体参考表达式(7)以及(8)。
[0143]
假设储能当前处于充电状态，其剩余调节能力满足要求。当系统发生扰动后，其有功输出仍小于0，储能系统需要继续保持充电状态，具体参考表达式(9)以及(10)。
[0144]
步骤3，根据感应电机负荷稳定状态判断系统失稳情况，判据通过比较扰动后感应电动机转差的变化情况来判断负荷的稳定性，进而判断暂态电压是否失稳。局部区域的电压不稳定性导致系统功率特性曲线减小如图3，可以吸收的不平衡能量大大减少，暂态电压失稳。
[0145]
进一步地，在故障清除后，若端电压为极大值时所对应的不稳定转差s
us(umax)
《sm，则该负荷失稳，否则该系统是暂态电压稳定的，其中sm为临界转差。
[0146]
进一步地，在故障清除后如果转矩差达到极大值时，转子仍然减速，即δt
max
《0，则该负荷失稳。
[0147]
步骤4应当采取集中切负荷控制措施，根据系统缺额情况计算系统总切负荷量参考表达式(1)以及(2)，并且在切负荷同时投入储能电源，同时对系统有功功率进行调整，得到实际切负荷量与储能电源的吸收功率，参考式(11)。
[0148]
步骤5，设置不同紧急控制方案，在相同失稳情况下对不同方案进行实验对比，观察电压幅值，频率等在紧急控制下电压稳定的恢复情况，并对切负荷量进行计算分析。
[0149]
步骤6，再次判断紧急控制后感应电动机负荷稳定情况，若系统继续失稳则继续进
行紧急控制，直到系统恢复稳定。
[0150]
为验证本技术的可实施性，分设置切负荷紧急控制、储能电源对系统进行紧急控制以及储能电源和切负荷同时进行暂态电压紧急控制实验对比，在36节点系统中分别对上面判断得到的薄弱节点进行实验仿真验证。
[0151]
根据实验结果观察电压幅值和频率波动情况，以及不同方案中实验结果恢复稳定的时间，验证本专利可以减少切负荷量同时提高暂态电压稳定性。
[0152]
本技术提出储能电源参与保护暂态电压安全的切负荷紧急控制策略，在eeac原则基础上对储能模型进行量化分析，在电压失稳情况下计算总切负荷量，判断36节点系统感应电机负荷失稳状态，失稳情况下储能电源参与同时切除部分负荷，研究储能电源在切负荷情况下改善暂态电压稳定性，分析切负荷与储能备用电源对系统暂态稳定下影响。
[0153]
请参阅图6，图6为本发明实施例中一种稳定电压的控制装置的结构框图，如图6所示装置应用于电力系统，所述电力系统包括感应电动机以及储能系统，所述装置包括：
[0154]
数据获取模块601：用于获取所述电力系统的运行数据，所述运行数据至少包括所述感应电动机的转矩差数据；
[0155]
状态确定模块602：用于根据所述感应电动机的转矩差数据，确定所述电力系统的运行状态，所述运行状态至少包括负荷失稳；
[0156]
负荷切除量确定模块603：用于若所述运行状态为负荷失稳，则利用所述电力系统的等效惯性中心频率，确定所述电力系统的切负荷总量；以及确定所述储能系统的第一充放电状态；
[0157]
电压稳定模块604：用于利用所述切负荷总量对所述电力系统进行切负荷处理，并根据所述第一充放电状态以及所述储能系统的有功输出指令，确定所述储能系统的第二充放电状态，控制所述储能系统从所述第一充放电状态变为第二充放电状态，以使所述电力系统的电压稳定。
[0158]
需要说明的是，图6所示装置中各个模块的作用与图1所示方法中各个步骤的内容相似，为避免重复，此处不做赘述，具体可参阅前述图1所示方法中各个步骤的内容。
[0159]
本发明提供一种稳定电压的控制装置，装置应用于电力系统，电力系统包括感应电动机以及储能系统，装置包括：数据获取模块：用于获取电力系统的运行数据，运行数据至少包括感应电动机的转矩差数据；状态确定模块：用于根据感应电动机的转矩差数据，确定电力系统的运行状态，运行状态至少包括负荷失稳；负荷切除量确定模块：用于若运行状态为负荷失稳，则利用电力系统的等效惯性中心频率，确定电力系统的切负荷总量；以及确定储能系统的第一充放电状态；电压稳定模块：用于利用切负荷总量对电力系统进行切负荷处理，并根据第一充放电状态以及储能系统的有功输出指令，确定储能系统的第二充放电状态，控制储能系统从第一充放电状态变为第二充放电状态，以使电力系统的电压稳定。通过上述方式，提出了储能系统参与保护暂态电压安全的切负荷紧急控制策略，在电压失稳情况下储能电源参与的同时切除部分负荷，不仅可以减少切负荷量，同时还可以提高暂态电压稳定性。
[0160]
图7示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备具体可以是终端，也可以是服务器。如图7所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储
介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现上述方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行上述方法。本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0161]
在一个实施例中，提出了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如图1或图2所示方法的步骤。
[0162]
在一个实施例中，提出了一种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，使得所述处理器执行如图1或图2所示方法的步骤。
[0163]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0164]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0165]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。