一种储能变流器PCS调频控制方法、装置、设备及存储介质与流程

一种储能变流器pcs调频控制方法、装置、设备及存储介质
技术领域
1.本技术涉及虚拟同步发电机vsg技术领域，尤其涉及一种储能变流器pcs调频控制方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.随着全球资源危机、环境恶化，清洁能源的发展成为大家关注的热点，而分布式电源是实现清洁能源的主要方式，所以大量的可持续性的分布式电源光伏、风电不断接入电网。但是风能及太阳能易受到外部环境影响，其不稳定性、随机性会对微电网产生持续的影响，导致微电网的并网电压、并网频率不稳定，而频率是储能单元并网稳定运行、用户用电安全的重要约束条件。频率的大范围的波动会导致并网设备脱网等故障，所以微电网对于调频需求愈发重要。
3.储能电池充放电功率稳定可控，调节速率快、精度高且持续时间长，在低成本的同时能够实现更好的调频效果，储能电池对传统电源的调频替代作用显著。频率调整体现为微电网中有功功率供需平衡，即调整发电功率与负荷功率保持平衡，主要控制分为一次调频、二次调频；一次调频作为有差控制，只能将系统调整至另一个频率与功率平衡点，二次调频能够实现频率的无差调节，以满足微电网系统频率稳定的要求。
4.需要说明的是，这里的陈述仅提供与本技术有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本技术提出了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的储能变流器pcs调频控制方法、装置、设备及存储介质。
6.本技术实施例采用下述技术方案：
7.第一方面，本技术实施例提供一种储能变流器pcs调频控制方法，其特征在于，所述方法包括：根据虚拟同步发电机vsg获取的并网点频率，确定所述vsg并网点的频率变化量以及频率变化率；根据所述vsg并网点的频率变化量以及频率变化率，采用一次调频和惯量支撑结合的控制方式对所述vsg中的储能变流器pcs进行功率控制，或者采用二次调频和惯量支撑结合的控制方式对所述vsg中的储能变流器pcs进行功率控制。
8.优选地，所述根据虚拟同步发电机vsg获取的并网点频率，确定所述vsg并网点的频率变化量以及频率变化率，之前包括，建立基于vsg的计算模型，其中，所述计算模型包括原动机调节方程、有功频率控制模型以及无功电压控制模型，所述有功频率控制模型与所述vsg的转子运动方程相关，所述无功电压控制模型与所述vsg的无功电压下垂关系相关；根据所述vsg获取的实际输出有功功率和储能变流器有功功率指令、额定角频率，通过所述有功频率控制方程得到输出角频率，根据所述角频率得到vsg矢量角；根据所述vsg获取的实际输出无功功率和变流器无功功率指令、额定相电压幅值，通过所述无功电压控制方程获取输出的电动势电压。
9.优选地，所述采用一次调频和惯量支撑结合的控制方式，对vsg中的储能变流器pcs进行功率控制，包括：当所述频率变化量大于变化量第一预设值且小于变化量第二预设值，同时、所述频率变化率大于变化率第一预设值且小于变化率第二预设值时，通过所述一次调频控制与惯量支撑控制响应频率的变化，对所述储能变流器pcs进行功率控制，其中所述变化量第一预设值小于所述变化量第二预设值，所述变化率第一预设值小于所述变化率第二预设值。
10.优选地，所述采用二次调频和惯量支撑结合的控制方式对vsg中的储能变流器pcs进行功率控制，包括：当所述频率变化量大于所述变化量第二预设值，同时所述频率变化率大于所述变化率第二预设值时，通过所述二次调频控制与所述惯量支撑控制响应频率的变化，对储能变流器pcs进行功率控制。
11.优选地，所述通过所述二次调频控制与所述惯量支撑控制响应频率的变化，对储能变流器pcs进行功率控制，包括：根据所述二次调频的调频输入斜率，对所述调频输入的偏差进行调节，根据所述二次调频的pi参数对所述二次调频的调频输出幅度进行调节。
12.优选地，所述方法还包括：所述储能变流器pcs获取储能电池单元的soc；
13.根据所述储能电池单元的soc确定所述储能变流器调频功率输出，以对所述储能变流器pcs功率控制。
14.优选地，其特征在于，所述根据所述储能电池单元的soc确认所述储能变流器调频功率输出，包括：计算储能电池单元的调频功率下垂比例系数；
15.根据所述调频功率下垂比例系数、一次调频输出以及二次调频输出，获取所述储能电池单元的可调频功率；根据所述可调频功率、所述储能电池单元的给定功率，获取所述储能变流器的输出调频功率。
16.第二方面，本技术实施例还提供一种储能变流器调频控制装置，其特征在于，所述装置包括：频率参数获取单元，根据虚拟同步发电机vsg获取的并网点频率，确定所述vsg并网点的频率变化量以及频率变化率；调频控制单元，根据所述vsg并网点的频率变化量以及频率变化率，采用一次调频和惯量支撑结合的控制方式对所述vsg中的储能变流器pcs进行功率控制，或者采用二次调频和惯量支撑结合的控制方式对所述vsg中的储能变流器pcs进行功率控制。
17.第三方面，本技术实施例还提供一种电子设备，包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行第一方面之任一所述方法。
18.第四方面，本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行如第一方面所述的任一方法。
19.本技术实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
20.本技术通过设置储能变流器一次调频与二次调频控制过程的解耦条件，在储能变流器pcs调频控制过程中，根据电力系统中的一次、二次调频针对的负荷特征而得出解耦条件，简化调频控制，切换过程平滑切换能够避免功率的超调，避免在多并联储变流器模块工况下，部分模块过流保护停机，其余模块过载运行，甚至模块损坏；其次，优化储能电池单元的调频配置容量，降低储能单元对于调频容量的配置，降低清洁能源安装的成本；最后，通
过储能变流器pcs估算电池soc，实现调频功率无互联通信的场景下，自动按照比例分配，提高调频控制效果，优化储能容量配置。
21.本技术技术方案的上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
22.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
23.图1为本技术实施例中储能变流器调频控制方法流程示意图；
24.图2为本技术实施例中储能变流器整体框图；
25.图3为本技术实施例中一次调频控制、二次调频控制框图；
26.图4为本技术实施例中储能变流器调频控制装置示意图；
27.图5为本技术实施例中一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
28.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.本技术的构思在于，现有技术中调频切换判定条件复杂，多个变流器模块的场景下，耦合度高，调频过程中容易造成功率超调，导致某些模块过流停机，进一步引发其余模块过载运行，甚至模块损坏。基于此，设计一种自动化、普适性强的储能变流器pcs调频控制方法，该方法能够将储能变流器pcs调频控制中一次调频与二次调频过程解耦，过渡过程平滑切换，优化电池储能的调频配置容量；其次，实现调频功率在无互联通信、自动按照比例分配，提高调频控制效果，优化储能容量配置。
30.以下结合附图，详细说明本技术各实施例提供的技术方案。
31.本技术实施例提供了一种储能变流器pcs调频控制方法、装置、设备及存储介质。如图1所示，提供了本技术实施例中储能变流器pcs调频控制方法流程示意图，所述方法至少包括如下的步骤s110至步骤s120：
32.步骤s110，根据虚拟同步发电机vsg获取的并网点频率，确定所述vsg并网点的频率变化量以及频率变化率；
33.如图2所示，为本技术中储能变流器整体框图，有图可知，vsg为虚拟同步发电机，虚拟同步发电机技术是一种通过模拟同步发电机组的机电暂态特性，使采用变流器的电源具有同步发电机组的惯量、阻尼、一次调频、无功调压等并网运行外特性的技术。vgs控制模块生成svpwm控制波对储能变流器进行相关控制，vsg具有同步发电机等效转动惯量、系统阻尼等特性，可解决并、离网无缝切换问题。
34.同步发电机遵循机械方程和电磁方程规律，在运行时具有一定的惯性，而储能变
流器利用虚拟同步机简化等效的数学模型参与控制，使得储能变流器在机理特性上具有和传统发电机类似的功能，尤其是惯性。
35.在储能变流器pcs调频控制过程中，建立基于vsg的计算模型，其中，所述计算模型包括原动机调节方程、有功频率控制模型以及无功电压控制模型，所述有功频率控制模型与所述vsg的转子运动方程相关，所述无功电压控制模型与所述vsg的无功电压下垂关系相关；根据所述vsg获取的实际输出有功功率和储能变流器有功功率指令、额定角频率，通过所述有功频率控制方程得到输出角频率，根据所述角频率得到vsg矢量角；根据所述vsg获取的实际输出无功功率和变流器无功功率指令、额定相电压幅值，通过所述无功电压控制方程获取输出的电动势电压。
36.vsg的计算模型中，根据所得的实际输出有功功率pe和变流器有功功率指令p
ref
、额定角频率ωn，经过vsg有功频率控制方程得到输出角频率ω，对角频率ω进行积分得到vsg矢量角θ，作为坐标变换角度；根据所得的实际输出无功功率q和变流器无功功率指令q
ref
、额定相电压幅值un，经过vsg无-电压控制方程得到输出电动势电压幅值em。
37.其中，有功频率控制的转子运动方程为：
[0038][0039]
式中，ωn、ω分别为额定转子角频率和实际转子角频率，j、d分别为转动惯量和阻尼系数，pm、pe分别为机械功率和电磁功率(pe即输出有功p)，δ为功角。
[0040]
原动机调节方程为：pm＝p
ref
+kf(ω
n-ω)
[0041]
式中，p
ref
为有功功率指令，kf为有功调频系数。
[0042]
无功-电压控制的方程为：
[0043]
式中，em为电动势，q
ref
为无功功率指令，un为额定相电压幅值，kv为无功调压系数、k为积分系数。
[0044]
储能变流器接入电网后，实时采集并网点三相电压，根据采集的并网点三相电压，锁相环pll输出并网点的频率，并经过低通滤波器lpf滤波，避免因微分计算而带来的高频扰动分量，保证实际并网点频率变化率的可靠性；通过实时检测并网点频率，进一步获取并网点频率变化量δf以及计算并网点频率的变化率dδf/dt。
[0045]
步骤s120根据所述vsg并网点的频率变化量以及频率变化率，采用一次调频和惯量支撑结合的控制方式对所述vsg中的储能变流器pcs进行功率控制，或者采用二次调频和惯量支撑结合的控制方式对所述vsg中的储能变流器pcs进行功率控制。
[0046]
为了使vsg机组的稳定运行，当电网频率稳定在额定值时，为了避免调频机组频繁启停而带来的疲劳损耗，因此在额定转速附近设置了死区，一般死区大小可以自行设定，国标内设置范围一般为0.033-0.1hz。即当频率变化超过额定频率时，vsg才起调节作用。
[0047]
本技术中，如图3所示，在调频死区范围内，断开开关s1与s2，使用vsg控制中的惯量支撑响应频率的变化，本技术调频死区范围设置为|
△
f|《(0.033-0.1hz)，其数学方程如下所示：
[0048][0049]
惯性支撑由于是微分控制，所以具有超前特性，对变化量敏感，可以快速响应。惯量支撑是基于频率变化率的一个功率出力，它的大小取决于频率的变化程度，当系统频率跌落到一定位置后不再改变的时候，它就保持为零。当电网频率跌落的时候，会在vsg中产生一系列控制过程，最开始发生的是惯性支撑控制，因为这时候变化率大但差额不大，可以有效防止电压跌落的太快，阻碍频率跌落过程的速度。
[0050]
在调频死区时间范围外由一次调频、二次调频进行调频控制。根据电力系统一次与二次调频针对负荷的属性：一次调频适用于变动幅度小、周期短的随机负荷；二次调频适用于冲击性强、变动幅度大、周期长的负荷变动；所以本技术通过其特征合理定义区分一次调频频率与二次调频频率变化量、一次调频频率与二次调频频率变化率切换值，切换条件简单、从而了实现一次调频控制与二次调频控制的解耦，简化其控制逻辑、且利于工程应用。
[0051]
首先定义调频频率死区
△
f*、并网点第一频率变化量
△
f1、并网点第二频率变化量
△
f2、并网点第一频率变化率f1、并网点第二频率变化率f2、并网点第三频率变化率f3，其中，
△
f2》
△
f1》
△
f*、f3》f2》f1
[0052]
当频率变化量
△
f以及频率变化率d
△
f/dt满足：
△
f*《
△
f《
△
f1、变化率f1《d
△
f/dt《f2时，储能控制器切为一次调频控制。切换为一次调频时，闭合开关s1、断开s2，仅使能一次调频与惯量支撑进行频率控制，如下式所示：
[0053][0054]
当频率变化量
△
f以及频率变化率d
△
f/dt满足：
△
f1《
△
f《
△
f2、f2《d
△
f/dt《f3时切为二次调频控制，切换为二次调频时，断开开关s1、闭合s2，仅使能二次调频与惯量支撑进行频率控制，如下式所示：
[0055][0056]
在一次与二次调频的切换过程中，为避免频率偏差过大而引发pi控制器饱和深度过大及切换过程中功率超调，在调频要求的响应时间、调节时间内，按照给定的调频输入斜坡进行调频，同时pi控制对调频输出限幅，避免切换过程中的功率超调。
[0057]
当频率变化量
△
f以及频率变化率d
△
f/dt满足：
△
f2《
△
f或者f3《d
△
f/dt时，储能变流器执行频率保护停机。
[0058]
一次调频作用在频率变化之初，是一个持续的过程，即使系统频率跌落后，仍保持一个频率稳定运行，不会因为频率不变停止出功，只要系统频率不恢复到额定频率，那么一次调频就不会停止。
[0059]
二次调频是指虚拟同步发电机组提供足够的可调整容量及一定的调节速率，在允许的调节偏差下实时跟踪频率，以满足系统频率稳定的要求。二次调频可以做到频率的无差调节，且能够对联络线功率进行监视和调整。
[0060]
本技术通过设置一次调频与二次调频之间的解耦条件，简化了调频控制，利于工程应用；一次调频与二次调频切换过程平滑，能够避免功率的超调。
[0061]
本技术的一些实例中，所述通过所述二次调频控制与所述惯量支撑控制响应频率的变化，对储能变流器pcs进行功率控制，包括：根据所述二次调频的调频输入斜率，对所述调频输入的偏差进行调节，根据所述二次调频的pi参数对所述二次调频的调频输出幅度进行调节。
[0062]
如图3所示，在一次与二次调频的切换过程中，为避免频率偏差过大而引发pi控制器饱和深度过大及切换过程中功率超调，在调频要求的响应时间、调节时间内，提供二次调频输入的斜坡给定和对pi控制的输出进行限幅的方式避免切换过程中的功率超调。
[0063]
本技术的一些实例中，为了实现调频功率无互联通信在线自动按照比例分配，提高调频控制效果，所述储能变流器pcs获取储能电池单元的soc；根据所述储能电池单元的soc确定所述储能变流器调频功率输出，以对所述储能变流器pcs功率控制。具体包括：包括：计算储能电池单元的调频功率下垂比例系数；根据所述调频功率下垂比例系数、一次调频输出以及二次调频输出，获取所述储能电池单元的可调频功率；根据所述可调频功率、所述储能电池单元的给定功率，获取所述储能变流器的输出调频功率。
[0064]
下垂比例系数用于下垂控制，下垂控制是为了使储能变流器模拟同步发电机的运行特性，与同步发电机并联运行或并网运行，可用于多台储能变流器的并联运行或并网运行，实现储能变流器之间合理的功率分配，或储能变流器与电网之间的功率分配。
[0065]
相比于固定的比例系数，根据储能变流器pcs估算储能电池单元的soc来分配调频功率，可以实现在无互联通信、多模块并联工况下，各储能变流器能够按照模块计算的调频功率结合储能电池soc进行功率比例自动分配、完成频率的无差控制，提高其自主调节频率输出功率的能力。
[0066]
本技术中多台储能变流器的并联运行时，额定功率为pn、估算储能电池单元soc为si、调频功率下垂比例系数为ki，则有：
[0067][0068]
各储能变流器输出的功率包括给定功率p
ref
、调频功率输出p
fm
、一次调频输出p
fm1
、二次调频输出
pfm2
，则有：
[0069]
[0070]
各储能变流器采用同一pi控制器参数，调频功率输出存在如下比例关系：
[0071][0072]
引入的调频功率下垂比例系数与储能电池容量成比例关系，将储能电池实时容量与调频功率出力相结合，在各储能变流器模块间无互联通信时，能够自动、动态根据电池容量调整调频功率的输出、有效的利用储能电池单元进行调频功率输出，降低储能电池单元调频配置容量；固定比例系数，其功率输出未考虑实际各储能单元的容量，当储能电池簇间的均衡度较差时，将会导致实际调频功率输出不满足、频率调节速度慢、调频控制效果差。
[0073]
本技术实施例还提供了一种储能变流器调频控制装置400，如图4所示，提供了本技术实施例中的储能变流器调频控制装置结构示意图，所述装置400至少包括：频率参数获取单元410、调频控制单元420，其中：
[0074]
在本技术的一个实施例中，所述频率参数获取单元410具体用于：根据虚拟同步发电机vsg获取的并网点频率，确定所述vsg并网点的频率变化量以及频率变化率；
[0075]
vsg为虚拟同步发电机，虚拟同步发电机技术是一种通过模拟同步发电机组的机电暂态特性，使采用变流器的电源具有同步发电机组的惯量、阻尼、一次调频、无功调压等并网运行外特性的技术。vgs控制模块生成svpwm控制波对储能变流器进行相关控制，vsg具有同步发电机等效转动惯量、系统阻尼等特性，可解决并、离网无缝切换问题。
[0076]
储能变流器接入电网后，实时采集并网点三相电压，根据采集的并网点三相电压，锁相环pll输出并网点的频率，并经过低通滤波器lpf滤波，避免因微分计算而带来的高频扰动分量，保证实际并网点频率变化率的可靠性；通过实时检测并网点频率，进一步获取并网点频率变化量
△
f以及计算并网点频率的变化率d
△
f/dt。
[0077]
在本技术的一个实施例中，所述调频控制单元420具体用于：根据所述vsg并网点的频率变化量以及频率变化率，采用一次调频和惯量支撑结合的控制方式对所述vsg中的储能变流器pcs进行功率控制，或者采用二次调频和惯量支撑结合的控制方式对所述vsg中的储能变流器pcs进行功率控制。
[0078]
本技术中，如图3所示，在调频死区范围内，断开开关s1与s2，使用vsg控制中的惯量支撑响应频率的变化，本技术调频死区范围设置为|
△
f|《(0.033-0.1hz)，其数学方程如下所示：
[0079][0080]
惯性支撑由于是微分控制，所以具有超前特性，对变化量敏感，可以快速响应。惯量支撑是基于频率变化率的一个功率出力，它的大小取决于频率的变化程度，当系统频率跌落到一定位置后不再改变的时候，它就保持为零。当电网频率跌落的时候，会在vsg中产生一系列控制过程，最开始发生的是惯性支撑控制，因为这时候变化率大但差额不大，可以有效防止电压跌落的太快，阻碍频率跌落过程的速度。
[0081]
在调频死区时间范围外由一次调频、二次调频进行调频控制。根据电力系统一次与二次调频针对负荷的属性：一次调频适用于变动幅度小、周期短的随机负荷；二次调频适用于冲击性强、变动幅度大、周期长的负荷变动；所以本技术通过其特征合理定义区分一次调频频率与二次调频频率变化量、一次调频频率与二次调频频率变化率切换值，切换条件简单、从而了实现一次调频控制与二次调频控制的解耦，简化其控制逻辑、且利于工程应用。
[0082]
首先定义调频频率死区
△
f*、并网点第一频率变化量
△
f1、并网点第二频率变化量
△
f2、并网点第一频率变化率f1、并网点第二频率变化率f2、并网点第三频率变化率f3：其中，
△
f2》
△
f1》
△
f*、f3》f2》f1
[0083]
当频率变化量
△
f以及频率变化率d
△
f/dt满足：
△
f*《
△
f《
△
f1、变化率f1《d
△
f/dt《f2时，储能控制器切为一次调频控制。切换为一次调频时，闭合开关s1、断开s2，仅使能一次调频与惯量支撑进行频率控制，如下式所示：
[0084][0085]
当频率变化量
△
f以及频率变化率d
△
f/dt满足：
△
f1《
△
f《
△
f2、f2《d
△
f/dt《f3时切为二次调频控制，切换为二次调频时，断开开关s1、闭合s2，仅使能二次调频与惯量支撑进行频率控制，如下式所示：
[0086][0087]
在一次与二次调频的切换过程中，为避免频率偏差过大而引发pi控制器饱和深度过大及切换过程中功率超调，在调频要求的响应时间、调节时间内，按照给定的调频输入斜坡进行调频，同时pi控制对调频输出限幅，避免切换过程中的功率超调。
[0088]
当频率变化量
△
f以及频率变化率d
△
f/dt满足：
△
f2《
△
f或者f3《d
△
f/dt时，储能变流器执行频率保护停机。
[0089]
能够理解，上述储能变流器调频控制装置，能够实现前述实施例中提供的储能变流器调频控制方法的各个步骤，关于储能变流器调频控制方法的相关阐释均适用于储能变流器调频控制装置，此处不再赘述。
[0090]
图5是本技术的一个实施例电子设备的结构示意图。请参考图5，在硬件层面，该电子设备包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(random-access memory，ram)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。
[0091]
处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是isa(industry standard architecture，工业标准体系结构)总线、pci(peripheral component interconnect，外设部件互连标准)总线或eisa(extended industry standard architecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0092]
存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。
[0093]
处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成储能变流器调频控制装置。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行以下操作：
[0094]
根据虚拟同步发电机vsg获取的并网点频率，确定所述vsg并网点的频率变化量以及频率变化率；根据所述vsg并网点的频率变化量以及频率变化率，采用一次调频和惯量支撑结合的控制方式对所述vsg中的储能变流器pcs进行功率控制，或者采用二次调频和惯量支撑结合的控制方式对所述vsg中的储能变流器pcs进行功率控制。
[0095]
上述如本技术图1所示实施例揭示的储能变流器调频控制装置执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器(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。可以实现或者执行本技术实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。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。结合本技术实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
[0096]
该电子设备还可执行图1中储能变流器调频控制装置执行的方法，并实现储能变流器调频控制装置在图1所示实施例的功能，本技术实施例在此不再赘述。
[0097]
本技术实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的电子设备执行时，能够使该电子设备执行图1所示实施例中储能变流器调频控制装置执行的方法，并具体用于执行：
[0098]
根据虚拟同步发电机vsg获取的并网点频率，确定所述vsg并网点的频率变化量以及频率变化率；根据所述vsg并网点的频率变化量以及频率变化率，采用一次调频和惯量支撑结合的控制方式对所述vsg中的储能变流器pcs进行功率控制，或者采用二次调频和惯量支撑结合的控制方式对所述vsg中的储能变流器pcs进行功率控制。
[0099]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0100]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0101]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0102]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0103]
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
[0104]
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
[0105]
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
[0106]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0107]
本领域技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的
形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0108]
以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种储能变流器pcs调频控制方法，其特征在于，所述方法包括：根据虚拟同步发电机vsg获取的并网点频率，确定所述vsg并网点的频率变化量以及频率变化率；根据所述vsg并网点的频率变化量以及频率变化率，采用一次调频和惯量支撑结合的控制方式对所述vsg中的储能变流器pcs进行功率控制，或者采用二次调频和惯量支撑结合的控制方式对所述vsg中的储能变流器pcs进行功率控制。2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据虚拟同步发电机vsg获取的并网点频率，确定所述vsg并网点的频率变化量以及频率变化率，之前包括，建立基于vsg的计算模型，其中，所述计算模型包括原动机调节方程、有功频率控制模型以及无功电压控制模型，所述有功频率控制模型与所述vsg的转子运动方程相关，所述无功电压控制模型与所述vsg的无功电压下垂关系相关；根据所述vsg获取的实际输出有功功率和储能变流器有功功率指令、额定角频率，通过所述有功频率控制方程得到输出角频率，根据所述角频率得到vsg矢量角；根据所述vsg获取的实际输出无功功率和变流器无功功率指令、额定相电压幅值，通过所述无功电压控制方程获取输出的电动势电压。3.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述采用一次调频和惯量支撑结合的控制方式，对vsg中的储能变流器pcs进行功率控制，包括：当所述频率变化量大于变化量第一预设值且小于变化量第二预设值，同时、所述频率变化率大于变化率第一预设值且小于变化率第二预设值时，通过所述一次调频控制与惯量支撑控制响应频率的变化，对所述储能变流器pcs进行功率控制，其中所述变化量第一预设值小于所述变化量第二预设值，所述变化率第一预设值小于所述变化率第二预设值。4.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述采用二次调频和惯量支撑结合的控制方式对vsg中的储能变流器pcs进行功率控制，包括：当所述频率变化量大于所述变化量第二预设值，同时所述频率变化率大于所述变化率第二预设值时，通过所述二次调频控制与所述惯量支撑控制响应频率的变化，对储能变流器pcs进行功率控制。5.如权利要求4所述方法，其特征在于，所述通过所述二次调频控制与所述惯量支撑控制响应频率的变化，对储能变流器pcs进行功率控制，包括：根据所述二次调频的调频输入斜率，对所述调频输入的偏差进行调节，根据所述二次调频的pi参数对所述二次调频的调频输出幅度进行调节。6.如权利要求4所述方法，其特征在于，所述方法还包括：所述储能变流器pcs获取储能电池单元的soc；根据所述储能电池单元的soc确定所述储能变流器调频功率输出，以对所述储能变流器pcs功率控制。7.如权利要求5所述方法，其特征在于，其特征在于，所述根据所述储能电池单元的soc确认所述储能变流器调频功率输出，包括：计算储能电池单元的调频功率下垂比例系数；根据所述调频功率下垂比例系数、一次调频输出以及二次调频输出，获取所述储能电池单元的可调频功率；
根据所述可调频功率、所述储能电池单元的给定功率，获取所述储能变流器的输出调频功率。8.一种储能变流器调频控制装置，其特征在于，所述装置包括：频率参数获取单元，根据虚拟同步发电机vsg获取的并网点频率，确定所述vsg并网点的频率变化量以及频率变化率；调频控制单元，根据所述vsg并网点的频率变化量以及频率变化率，采用一次调频和惯量支撑结合的控制方式对所述vsg中的储能变流器pcs进行功率控制，或者采用二次调频和惯量支撑结合的控制方式对所述vsg中的储能变流器pcs进行功率控制。9.一种电子设备，包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行所述权利要求1～7之任一所述方法。10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行如权利要求1～7所述的任一方法。

技术总结
本申请公开了一种储能变流器PCS调频控制方法、装置、设备及存储介质。所述方法包括：根据虚拟同步发电机VSG获取的并网点频率，确定所述VSG并网点的频率变化量以及频率变化率；根据所述VSG并网点的频率变化量以及频率变化率，采用一次调频和惯量支撑结合的控制方式对所述VSG中的储能变流器PCS进行功率控制，或者采用二次调频和惯量支撑结合的控制方式对所述VSG中的储能变流器PCS进行功率控制。本申请实现了储能变流器一次调频与二次调频过程的解耦控制，切换过程平滑，能够避免功率的超调；其次，可以避免在多个变流器模块并联、无互联通信工况下，部分模块由于过流保护停机，部分模块过载运行的问题。模块过载运行的问题。模块过载运行的问题。


技术研发人员：冯浪浪 邱娇娇 晋鑫 范鑫 吴强国
受保护的技术使用者：广州智光储能科技有限公司
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/9/22