一种提升频率强度的构网型储能变流器的调频控制方法

1.一种提升频率强度的构网型储能变流器的调频控制方法，其特征在于，包括：基于构网型储能变流器的频率响应模型，构建频率偏差最大值表达式；当不考虑构网型储能变流器调频时，根据给定电网系统频率偏差最大值以及所述频率偏差最大值表达式，计算电网系统频率强度系数；当所述电网系统频率强度系数小于预设阈值的情况下，计算所述构网型储能变流器的控制参数；根据所述控制参数以及预先构建的自适应惯性、阻尼参数优化控制策略对电网系统进行调频控制；所述频率偏差最大值Δf max 表达式为：其中，式中，R、T R 、F H 分别为常规机组等值后的调速器调速增益、再热器时间常数、高压缸功率比例，△P sys 为系统扰动功率，H sys 为等效惯性时间常数，H sys ＝(K ns *H n +K ms *H m )/(K ns +K ms )，D sys 为负荷调频特性，K ms 为常规机组装机容量占比，K ns 为新能源机组装机容量占比，K W 为构网型下垂控制系数，K VD 为暂态阻尼控制系数，K n 为参与调频的新能源机组占比，H m 为同步机惯量，H n 为新能源虚拟惯量，t m 为最大频率偏差出现时间，α为频率增益，ξ为阻尼比，ω n 为额定角频率。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于储能变流器的频率响应模型，构建频率偏差最大值表达式，包括：对所述频率响应模型的频率响应表达式进行求导，获取最大频率偏差出现时间表达式；将所述最大频率偏差出现时间表达式带入所述频率响应表达式，获取所述频率偏差最大值表达式。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当不考虑构网型储能变流器调频时，根据给定系统频率偏差最大值以及所述频率偏差最大值表达式，计算电网系统频率强度系数，包括：当不考虑构网型储能变流器调频时，将所述给定系统频率偏差最大值带入所述频率偏差最大值表达式进行求解获得系统可承受的最大扰动功率；根据所述最大扰动功率以及系统扰动功率，计算所述电网系统频率强度系数。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制参数包括内电势以及虚拟内电势相位角，计算所述构网型储能变流器的控制参数，包括：采用恒电压控制方式生成调频控制的内电势；模拟同步发电机组原动机的调速器特性，获取功率参考值附加量；模拟同步发电机转子运动方程，根据所述功率参考值附加量，在控制中引入惯量与阻尼环节，增强变流器柔性并网特性，获取频率调控的虚拟内电势相位角。 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述内电势E的计算公式为：式中，k vp 是电压控制器的比例系数，k vi 是电压控制器的积分系数，U t * 为并网点交流电压幅值参考值，U t 为并网点交流电压幅值。 6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述功率参考值附加量△P freq 的计算公式为：ΔP freq ＝K W (f * -f)|f * -f|≥f deadzone式中，f * 为频率设定参考值，f deadzone 为调速器控制死区，f为实测频率值，K W 为构网型下垂控制系数。 7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，模拟同步发电机转子运动方程，根据所述功率参考值附加量，在控制中引入惯量与阻尼环节，增强变流器柔性并网特性，获取频率调控的虚拟内电势相位角，包括：将所述功率参考值附加量与有功参考指令之和作为构网型储能变流器的虚拟机械功率，将变流器实际输出有功功率作为虚拟电磁功率；将所述虚拟机械功率以及所述虚拟电磁功率之差经过虚拟惯量和阻尼控制环节后得到构网型储能变流器的虚拟转速；将所述虚拟转速进行积分，获取频率调控的所述虚拟内电势相位角。 8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述虚拟惯量和阻尼控制环节通过暂态阻尼控制系数以及构网型下垂控制系数进行控制，其中：所述暂态阻尼控制系数的表达式为：式中，T w 、T 3 、T 4 为阻尼调节器时间常数，K D 为暂态阻尼控制比例系数；s为拉普拉斯算子，D p 是虚拟同步机的阻尼系数；所述构网型下垂控制系数根据频率偏差最大值表达式求解得到，所述构网型下垂控制系数的计算公式为：式中，Δf max 为频率偏差最大值，α为频率增益，ξ为阻尼比，ω n 为额定角频率，△P sys 为系统扰动功率，D sys 为负荷调频特性，R为常规机组等值后的调速器调速增益，K n 为参与调频的新能源机组占比，Δf max 为频率偏差最大值，t m 为最大频率偏差出现时间。 9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，自适应惯性、阻尼参数优化控制策略为：式中，J为系统等效惯性时间常数，K L 为系统等效阻尼系数，k d 为阻尼比例系数，k j 为惯量比例系数，J 1 为虚拟同步机的惯量系数；设置J和K L 参数的频率变化率启动死区分别为：M j 和M d ，△f为实际频率变化量。 10.一种提升频率强度的构网型储能变流器的调频控制装置，其特征在于，包括：构建模块，用于基于构网型储能变流器的频率响应模型，构建频率偏差最大值表达式；第一计算模块，用于当不考虑构网型储能变流器调频时，根据给定电网系统频率偏差最大值以及所述频率偏差最大值表达式，计算电网系统频率强度系数；第二计算模块，用于当所述电网系统频率强度系数小于预设阈值的情况下，计算所述构网型储能变流器的控制参数；控制模块，用于根据所述控制参数以及预先构建的自适应惯性、阻尼参数优化控制策略对电网系统进行调频控制；所述频率偏差最大值Δf max 表达式为：其中，式中，R、T R 、F H 分别为常规机组等值后的调速器调速增益、再热器时间常数、高压缸功率比例，△P sys 为系统扰动功率，H sys 为等效惯性时间常数，H sys ＝(K ns *H n +K ms *H m )/(K ns +K ms )，D sys 为负荷调频特性，K ms 为常规机组装机容量占比，K ns 为新能源机组装机容量占比，K W 为构网型下垂控制系数，K VD 为暂态阻尼控制系数，K n 为参与调频的新能源机组占比，H m 为同步机惯量，H n 为新能源虚拟惯量，t m 为最大频率偏差出现时间，α为频率增益，ξ为阻尼比，ω n 为额定角频率。 11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，构建模块，包括：第一获取子模块，用于多所述频率响应模型的频率响应表达式进行求导，获取最大频率偏差出现时间表达式；第二获取子模块，用于将所述最大频率偏差出现时间表达式带入所述频率响应表达式，获取所述频率偏差最大值表达式。 12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，第一计算模块，包括：求解子模块，用于当不考虑构网型储能变流器调频时，将所述给定系统频率偏差最大值带入所述频率偏差最大值表达式进行求解获得系统可承受的最大扰动功率；计算子模块，用于根据所述最大扰动功率以及系统扰动功率，计算所述电网系统频率强度系数。 13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述控制参数包括内电势以及虚拟内电势相位角，第二计算模块中计算所述构网型储能变流器的控制参数，包括：生成子模块，用于采用恒电压控制方式生成调频控制的内电势；第三获取子模块，用于模拟同步发电机组原动机的调速器特性，获取功率参考值附加量；第四获取子模块，用于模拟同步发电机转子运动方程，根据所述功率参考值附加量，在控制中引入惯量与阻尼环节，增强变流器柔性并网特性，获取频率调控的虚拟内电势相位角。 14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述内电势E的计算公式为：式中，k vp 是电压控制器的比例系数，k vi 是电压控制器的积分系数，U t * 为并网点交流电压幅值参考值，U t 为并网点交流电压幅值。 15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述功率参考值附加量△P freq 的计算公式为：ΔP freq ＝K W (f * -f)|f * -f|≥f deadzone式中，f * 为频率设定参考值，f deadzone 为调速器控制死区，f为实测频率值，K W 为构网型下垂控制系数。 16.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，第四获取子模块，包括：作为单元，用于将所述功率参考值附加量与有功参考指令之和作为构网型储能变流器的虚拟机械功率，将变流器实际输出有功功率作为虚拟电磁功率；得到单元，用于将所述虚拟机械功率以及所述虚拟电磁功率之差经过虚拟惯量和阻尼控制环节后得到构网型储能变流器的虚拟转速；积分单元，用于将所述虚拟转速进行积分，获取频率调控的所述虚拟内电势相位角。 17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述虚拟惯量和阻尼控制环节通过暂态阻尼控制系数以及构网型下垂控制系数进行控制，其中：所述暂态阻尼控制系数的表达式为：式中，T w 、T 3 、T 4 为阻尼调节器时间常数，K D 为暂态阻尼控制比例系数；s为拉普拉斯算子，D p 是虚拟同步机的阻尼系数；所述构网型下垂控制系数根据频率偏差最大值表达式求解得到，所述构网型下垂控制系数的计算公式为：式中，Δf max 为频率偏差最大值，α为频率增益，ξ为阻尼比，ω n 为额定角频率，△P sys 为系统扰动功率，D sys 为负荷调频特性，R为常规机组等值后的调速器调速增益，K n 为参与调频的新能源机组占比，Δf max 为频率偏差最大值，t m 为最大频率偏差出现时间。 18.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，自适应惯性、阻尼参数优化控制策略为：式中，J为系统等效惯性时间常数，K L 为系统等效阻尼系数，k d 为阻尼比例系数，k j 为惯量比例系数，J 1 为虚拟同步机的惯量系数；设置J和K L 参数的频率变化率启动死区分别为：M j 和M d ，△f为实际频率变化量。 19.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-9任一所述的方法。 20.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现上述权利要求1-9任一所述的方法。