一种新能源储能系统协同故障穿越方法及相关装置与流程

本发明涉及新能源储能系统，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：

1、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。

2、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。

3、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。

技术实现思路

1、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。

2、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：

3、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；

4、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；

5、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。

6、可选地，所述低电压故障穿越策略包括

7、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；

8、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；

9、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；

10、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；

11、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；

12、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；

13、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；

14、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。

15、可选地，所述故障恢复策略包括：

16、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；

17、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；

18、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。

19、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：

20、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；

21、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；

22、若否，则所述有功功率变化量为零。

23、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：

24、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；

25、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；

26、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。

27、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：

28、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；

29、若是，则所述新能源场站的有功电流变化量为零；

30、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。

31、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：

32、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；

33、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。

34、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：

35、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；

36、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；

37、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。

38、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。

39、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。

40、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

41、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。