一种重力储能系统无功功率控制方法及系统与流程

本发明属于无功功率控制，具体涉及一种重力储能系统无功功率控制方法及系统。

背景技术：

1、重力储能系统是一种依靠重力势能进行储能的新型储能系统，其储能介质为固体重物，借助山体、地下竖井或人工构筑物等结构，利用发电电动机对固体重物进行提升和下落控制，升降过程中实现充放电，充放电过程中需要控制并网点的电压以满足电网要求。重力储能系统的中无功功率输出设备包含发电电动机和svg(静止无功发生器)。针对重力储能系统厂站无功功率控制问题，只通过控制发电电动机的无功功率输出来控制整个系统的无功功率输出的技术较为成熟，但其未考虑重力储能系统的svg，造成svg资源浪费，并且该方法会使发电电动机负荷过大，降低了发电电动机的使用寿命。虽然有学者提出可以通过控制两类无功功率输出设备共同完成无功功率的调节，但并未提供具体的控制方法，因此，现有技术中均未提供如何协同控制发电电动机和svg无功功率输出以实现重力储能系统无功功率控制的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种重力储能系统无功功率控制方法及系统，用以解决现有的重力储能系统无功控制方法无法协同控制发电电动机和svg的无功功率输出的问题。

2、本发明为解决上述技术问题而提供一种重力储能系统无功功率控制方法，包括：

3、计算重力储能电站的总无功功率目标值和无功设备的无功功率实时值之间的差值，将差值作为功率调节值；所述无功设备包括发电电动机和svg；

4、根据功率调节值、设置的无功设备调节优先级、无功设备的负荷限值和无功功率实时值确定发电电动机和svg的无功功率目标调节值；

5、发电电动机和svg根据各无功功率目标调节值进行无功功率调节。

6、进一步地，当功率调节值大于0，且总无功功率目标值大于等于0时：若发电电动机和svg无功功率实时值均为正，则功率调节值先分配给调节优先级高的无功设备，分配后该无功设备的无功功率不能超出其负荷上限，若超出，则将超出负荷上限的无功功率分配给调节优先级低的无功设备；若发电电动机和svg无功功率实时值一正一负，且无功功率实时值为负的无功设备调节优先级低，则控制该无功设备的无功功率设为0，控制调节优先级高的无功设备无功功率设为总无功功率目标值；当功率调节值大于0，且总无功功率目标值小于0时：功率调节值先分配给调节优先级高的无功设备，分配后该无功设备的无功功率不能大于0，若大于0，则将超出0的部分分配给调节优先级低的无功设备。

7、进一步地，当功率调节值小于0，且总无功功率目标值大于等于0时：功率调节值先分配给调节优先级高的无功设备，分配后该无功设备的无功功率不能小于0，若小于0，则将小于0的部分分配给调节优先级低的无功设备；当功率调节值小于0，且总无功功率目标值小于0时：若发电电动机和svg无功功率实时值均为负，则功率调节值先分配给调节优先级高的无功设备，分配后该无功设备的无功功率不能超出其负荷下限，若超出，则将超出负荷下限的无功功率分配给调节优先级低的无功设备；若发电电动机和svg无功功率实时值一正一负，且无功功率实时值为正的无功设备优先级低，则控制该无功设备的无功功率为0，控制调节优先级高的无功设备无功功率为总无功功率目标值。

8、进一步地，所述调节优先级根据无功设备的可调容量、设备使用时间、设备调节精度和调节速度中的至少一个参数确定；其中，可调容量、设备调节精度和调节速度与调节优先级成正比，可调容量越大、设备调节精度越高、调节速度越快，调节优先级越高；设备使用时间与调节优先级成反比，设备使用时间越长，调节优先级越低。

9、进一步地，当采用无功设备的可调容量、设备使用时间、设备调节精度和调节速度中的至少两个参数确定调节优先级时，对所选择的参数进行加权求和，求和结果为调节优先级。

10、进一步地，当重力储能系统包括多个svg时，将svg的无功功率目标调节值分配给各svg，分配策略包括：平均分配和根据各svg的无功容量分配。

11、进一步地，当重力储能系统包括多个发电电动机时，将发电电动机的无功功率目标调节值分配给各发电电动机，分配策略包括：根据各发电电动机的无功容量分配和根据各发电电动机的等功率因数分配。

12、进一步地，分配后各svg和发电电动机的无功功率不能大于其无功限值，若分配后有svg和发电电动机的无功功率超过其无功限值，则将超出限值的部分重新分配给其他svg和发电电动机。

13、进一步地，当分配后有svg和发电电动机的无功功率与其无功功率实时值的差值绝对值小于死区时，不对该svg和发电电动机进行无功功率的分配，未分配的无功功率由其他svg和发电电动机承担。

14、上述技术方案的有益效果为：本发明为改进型发明创造，得到重力储能电站的总无功功率目标值后，根据无功设备的无功功率实时值去确定功率调节值，并结合无功设备调节优先级和负荷限值去共同确定svg和发电电动机的无功功率目标调节值，根据各无功功率目标调节值控制相应无功设备进行调节，从而实现了重力储能电站中发电电动机和svg无功功率的协同控制，避免了只调节一种类型的无功设备造成的资源浪费和设备负荷过载，提高了无功设备的使用寿命。

15、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种重力储能系统无功功率控制系统，包括控制器，所述控制器用于实现上述介绍的一种重力储能系统无功功率控制方法。

16、上述技术方案的有益效果为：本发明为改进型发明创造，得到重力储能电站的总无功功率目标值后，根据无功设备的无功功率实时值去确定功率调节值，并结合无功设备调节优先级和负荷限值去共同确定svg和发电电动机的无功功率目标调节值，根据各无功功率目标调节值控制相应无功设备进行调节，从而实现了重力储能电站中发电电动机和svg无功功率的协同控制，避免了只调节一种类型的无功设备造成的资源浪费和设备负荷过载，提高了无功设备的使用寿命。

技术特征：

1.一种重力储能系统无功功率控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的重力储能系统无功功率控制方法，其特征在于，当功率调节值大于0，且总无功功率目标值大于等于0时：若发电电动机和svg无功功率实时值均为正，则功率调节值先分配给调节优先级高的无功设备，分配后该无功设备的无功功率不能超出其负荷上限，若超出，则将超出负荷上限的无功功率分配给调节优先级低的无功设备；若发电电动机和svg无功功率实时值一正一负，且无功功率实时值为负的无功设备调节优先级低，则控制该无功设备的无功功率为0，控制调节优先级高的无功设备无功功率设为总无功功率目标值；当功率调节值大于0，且总无功功率目标值小于0时：功率调节值先分配给调节优先级高的无功设备，分配后该无功设备的无功功率不能大于0，若大于0，则将超出0的部分分配给调节优先级低的无功设备。

3.根据权利要求1或2所述的重力储能系统无功功率控制方法，其特征在于，当功率调节值小于0，且总无功功率目标值大于等于0时：功率调节值先分配给调节优先级高的无功设备，分配后该无功设备的无功功率不能小于0，若小于0，则将小于0的部分分配给调节优先级低的无功设备；当功率调节值小于0，且总无功功率目标值小于0时：若发电电动机和svg无功功率实时值均为负，则功率调节值先分配给调节优先级高的无功设备，分配后该无功设备的无功功率不能超出其负荷下限，若超出，则将超出负荷下限的无功功率分配给调节优先级低的无功设备；若发电电动机和svg无功功率实时值一正一负，且无功功率实时值为正的无功设备优先级低，则控制该无功设备的无功功率为0，控制调节优先级高的无功设备无功功率为总无功功率目标值。

4.根据权利要求1所述的重力储能系统无功功率控制方法，其特征在于，所述调节优先级根据无功设备的可调容量、设备使用时间、设备调节精度和调节速度中的至少一个参数确定；其中，可调容量、设备调节精度和调节速度与调节优先级成正比，可调容量越大、设备调节精度越高、调节速度越快，调节优先级越高；设备使用时间与调节优先级成反比，设备使用时间越长，调节优先级越低。

5.根据权利要求4所述的重力储能系统无功功率控制方法，其特征在于，当采用无功设备的可调容量、设备使用时间、设备调节精度和调节速度中的至少两个参数确定调节优先级时，对所选择的参数进行加权求和，求和结果为调节优先级。

6.根据权利要求1所述的重力储能系统无功功率控制方法，其特征在于，当重力储能系统包括多个svg时，将svg的无功功率目标调节值分配给各svg，分配策略包括：平均分配和根据各svg的无功容量分配。

7.根据权利要求6所述的重力储能系统无功功率控制方法，其特征在于，当重力储能系统包括多个发电电动机时，将发电电动机的无功功率目标调节值分配给各发电电动机，分配策略包括：根据各发电电动机的无功容量分配和根据各发电电动机的等功率因数分配。

8.根据权利要求7所述的重力储能系统无功功率控制方法，其特征在于，分配后各svg和发电电动机的无功功率不能大于其无功限值，若分配后有svg和发电电动机的无功功率超过其无功限值，则将超出限值的部分重新分配给其他svg和发电电动机。

9.根据权利要求7所述的重力储能系统无功功率控制方法，其特征在于，当分配后有svg和发电电动机的无功功率与其无功功率实时值的差值绝对值小于死区时，不对该svg和发电电动机进行无功功率的分配，未分配的无功功率由其他svg和发电电动机承担。

10.一种重力储能系统无功功率控制系统，包括控制器，其特征在于，所述控制器用于实现如权利要求1-9任一项所述的重力储能系统无功功率控制方法。

技术总结本发明属于无功功率控制技术领域，具体涉及一种重力储能系统无功功率控制方法及系统。该方法包括：计算重力储能电站的总无功功率目标值和无功设备的无功功率实时值之间的差值，将差值作为功率调节值；所述无功设备包括发电电动机和SVG；根据功率调节值、设置的无功设备调节优先级、无功设备的负荷限值和无功功率实时值确定发电电动机和SVG的无功功率目标调节值；发电电动机和SVG根据各无功功率目标调节值进行无功功率调节，实现了重力储能电站中发电电动机和SVG无功功率的协同控制，避免了只调节一种类型的无功设备造成的资源浪费和设备负荷过载，提高了无功设备的使用寿命。技术研发人员：张庭,郭利军,薛二奎,牛志雷,车帅,卫星,李红,赵德玉,李瑞明,陈二玲,何涵菁,邵广时,方伟,张海庭,李永照,陈哲,牛津文,王雨峰,铁勇魁,张艳华受保护的技术使用者：许继电气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27