[0001] 本发明属于电气自动化领域，具体涉及一种储能电站动态无功电压支撑方法及系统。

[0002] 随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，保障电能的稳定可靠供应，就成为了电力系统最重要的任务之一。

[0003] 目前，电力系统中，新能源占比迅猛增长，多回特高压直流馈入，这些均给电力系统的无功电压控制及安全防御带来了严峻挑战。合理协调和管理动态无功调节资源，是解决无功电压问题的重要基础。动态无功资源包含了旋转类的无功输出设备如传统的水火电机组，气电机组，抽水蓄能电站，调相机，分布式调相机，也包含了静止类的无功输出设备如SVC、SVG，还包含了新兴的含电力电子器件的无功输出设备如风电机组，储能等。储能变流器是交/直流可控的四象限运行变流装置，可根据需要调节电流与电压的相位差，进行有功无功输出，兼顾无功补偿与有功平衡。

[0004] 目前，传统的储能电站的无功支撑调节方案，主要侧重于局部化的电气参数监测和调控，更多地关注储能接入节点的电压和无功功率状态。但是，在电力系统中，相邻节点的状态对于储能变流器的调节响应同样至关重要。因此，现有的储能电站的动态无功电压支撑方案，存在着可靠性差、精确性差的问题，这无疑使得电力系统的安全稳定运行面临巨大的风险。

[0039] 如图1所示为本发明方法的方法流程示意图：本发明公开的这种储能电站动态无功电压支撑方法，包括如下步骤：

[0040] S1.获取目标电力系统和储能电站的运行数据信息；具体包括如下步骤：

[0041] 获取的数据信息包括目标电力系统的节点导纳矩阵Yeq，t时刻的有功功率Pi(t)、无功功率Qi(t)、电压幅值Ui(t)，以及t+1时刻的有功功率Pi(t+1)、无功功率Qi(t+1)和电压幅值Ui(t+1)；

[0042] S2.根据步骤S1获取的数据信息，通过潮流计算，得到目标电力系统和储能电站的实时状态变量；具体包括如下步骤：

[0043] 根据步骤S1获取的数据信息，通过潮流计算，得到目标电力系统和储能电站的实时状态变量；

[0044] 所述的实时状态变量包括雅可比矩阵J，雅可比矩阵J包括系统有功功率对电压的偏导的雅可比矩阵Aij及其逆矩阵αij，系统无功功率对电压的偏导的雅可比矩阵Bij及其逆矩阵βij，系统中各节点的电压变化量ΔUi，有功变化量ΔPi、无功变化量ΔQi；其中，i＝1,2,…,k,…,N，j＝1,2,…,k,…,N，k为储能电站接入节点，N为节点总数；

[0045] S3.根据步骤S2得到的实时状态变量，考虑相邻节点电压变化量、功率变化量对于储能接入节点的影响，计算得到储能电站的综合响应参数；具体包括如下步骤：

[0046] 根据步骤S2得到的实时状态变量，考虑相邻节点电压变化量、功率变化量对于储能接入节点的影响，采用如下算式计算得到储能接入节点的有功响应比ηP和无功响应比ηQ：

[0047]

[0048] 式中N为节点总数；Yik≠0表示与第k个储能电站接入节点直接连接的节点，ΔUk、ΔPk、ΔQk，分别表示储能接入节点k的电压变化量、有功变化量、无功变化量。ΔUi(其中i≠k)表示储能接入点相邻节点的电压变化量；

[0049] 根据有功响应比ηP和无功响应比ηQ，采用如下算式计算得到储能接入节点的综合响应比η：

[0050]

[0051] 式中Akk为矩阵Aij中i＝k,j＝k的元素，表示储能接入节点k有功功率对电压的偏导 Bkk为矩阵Bij中i＝k,j＝k的元素，表示储能接入节点k无功功率对电压的偏导

[0052] S4.根据得到的综合响应参数，对储能电站的有功参考值和无功参考值进行动态调整；具体包括如下步骤：

[0053] A.对得到的综合响应比，采用如下算式计算得到下一时刻的储能电站有功参考值和无功参考值：

[0054]

[0055]

[0056] 式中Pref(t+1)为t+1时刻的储能电站有功参考值；Pref(t)为t时刻的储能电站有功参考值；η(t)为步骤S3得到的t时刻的综合响应比；Kwp为储能变流器中功率控制环的PI控制器的比例系数；Kwi为储能变流器中功率控制环的PI控制器的积分系数；Qref(t+1)为t+1时刻的储能电站无功参考值；Qref(t)为t时刻的储能电站无功参考值；Kvp为储能变流器中电压控制环的PI控制器的比例系数；Kvi为储能变流器中电压控制环的PI控制器的积分系数，αkk为矩阵αij中i＝k,j＝k的元素；

[0057] B.储能电站的储能变流器实时跟踪t+1时刻的储能电站有功参考值和无功参考值，并进行判断：

[0058] 若储能电站的接入点的电压波动小于设定阈值(设定阈值优选采用相对误差，取值为0.05)，则继续进行后续步骤；

[0059] 若储能电站的接入点的电压波动大于设定阈值(设定阈值优选采用相对误差，取值为0.05)，则修正当前的综合响应比η(t)的取值为η(t‑1)+0.1，并返回步骤A；

[0060] S5.根据步骤S4得到的最终的储能电站的有功参考值和无功参考值，对储能电站进行实时控制，完成储能电站的动态无功电压支撑。

[0061] 以下结合一个实施例，对本发明方法进行进一步说明：

[0062] 以标准10节点系统(系统结构如图2所示)为例，验证考虑节点综合响应比的储能电站动态无功的补偿效果，补偿效果曲线图如图3所示。

[0063] 从图3结果表明，节点5附近在1.0s发生三相短路故障时，节点综合响应比逐渐η增大，且大于0.1；1.3s故障消失时，节点综合响应比η逐渐减小，减小到小于0.1；从图3仿真结果表明考虑节点综合响应比之后，故障情况下的储能变流器无功补偿能力提升，说明考虑节点综合响应比(对应于本发明方法)的储能电站动态无功电压支撑方法是有效的，合理的。

[0064] 如图4所示为本发明系统的功能模块示意图：本发明公开的这种实现所述储能电站动态无功电压支撑方法的系统，包括数据获取模块、状态变量计算模块、响应参数计算模块、参考值调整模块和无功电压支撑模块；数据获取模块、状态变量计算模块、响应参数计算模块、参考值调整模块和无功电压支撑模块依次串接；数据获取模块用于获取目标电力系统和储能电站的运行数据信息，并将数据信息上传状态变量计算模块；状态变量计算模块用于根据获取的数据信息，通过潮流计算，得到目标电力系统和储能电站的实时状态变量，并将数据信息上传响应参数计算模块；响应参数计算模块用于根据获取的数据信息，考虑相邻节点电压变化量、功率变化量对于储能接入节点的影响，计算得到储能电站的综合响应参数，并将数据信息上传参考值调整模块；参考值调整模块用于根据获取的数据信息，对储能电站的有功参考值和无功参考值进行动态调整，并将数据信息上传无功电压支撑模块；无功电压支撑模块用于根据获取的数据信息，根据得到的最终的储能电站的有功参考值和无功参考值，对储能电站进行实时控制，完成储能电站的动态无功电压支撑。