(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211199408.7 (22)申请日 2022.09.29 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115276069 A (43)申请公布日 2022.11.01 (73)专利权人 湖南华大电工高科技有限公司 地址 410005 湖南省长 沙市长沙高新开发 区谷苑路186号湖南大学科技园创业 大厦401A19室 (72)发明人 张志文　张靖　欧阳志国 　马芳　 (74)专利代理 机构 长沙市融智专利事务所(普 通合伙) 43114 专利代理师 欧阳迪奇 (51)Int.Cl. H02J 3/32(2006.01)H02J 3/28(2006.01) H02J 3/24(2006.01) H02J 13/00(2006.01) 审查员 左昀 (54)发明名称 一种大规模储能 电站的虚拟构网协调控制 方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种大规模储能 电站的虚拟 构网协调控制方法及装置。 储能系统中各电池组 PCS基于虚拟同步发电机 （VSG） 控制支撑电网频 率。 为保证储能系统自身的运行安全， 降低对电 池的寿命损耗， 当电网频率跌落超过允许限值 时， 首先获取储能系统各电池组的SOC状态， 然后 基于所提的控制系数修正算法对各VSG单元的虚 拟惯量参数进行修正， 从而调整储能单元的惯性 响应能力。 本发 明可以在保证大规模电池储能系 统运行安全的前提下， 协同多电池组以虚拟同步 发电机的形式参与电网频率控制， 为其提供惯量 支撑。 权利要求书3页 说明书6页 附图1页 CN 115276069 B 2022.12.23 CN 115276069 B 1.一种大规模 储能电站的虚拟构网协调控制方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1， 设定电网频率 正常范围， 然后对电网频率进行扰动监测； 步骤2， 当电网频率超出正常范围时， 根据当前的电网频率是高于上限或低于下限， 以 及储能电站各个电池组单元的荷电状态值即SOC值由小到大的5个区间， 来计算得到10种各 个电池组单 元对应的虚拟惯量控制修 正系数； 步骤3， 根据各个虚拟惯量控制修正系数来修正各个虚拟惯量参数； 然后根据修正后的 各个虚拟惯 量参数， 得出各个电池组单元对应的储能变流器的PWM控制 信号， 从而通过储能 变流器接入电网来对电网频率进行扰动控制； 所述的步骤2包括： 根据电网频率正常范围[ fdown，fup]和SOCi计算各个电池组单元对应的虚拟惯量控制修 正系数ki， 其中fdown表示电网频率正常下限值， fup表示电网频率正常上限值， SOCi表示各个 电池组单 元的荷电状态值， i=1…n, n表示该储能电站含有 n个电池单 元组； ki是一个关于SOCi的分段函数， 取值区间为[0,1]， 将SOCi划分为5个区间： 当SoCi∈[0， SoCmin]时： 当SoCi∈[SoCmin， SoClow]时： 当SoCi∈[SoClow， SoChigh]时： 当SoCi∈[SoChigh， SoCmax] 时： 当SoCi∈[SoCmax， 1] 时： 其中， SoCmin 、 SoClow 、 SoChigh 以及SoCmax为数值由小到大的电池状态界限参数， δ为调 整参数。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述的步骤3 中， 根据各个虚拟惯量控制修权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115276069 B 2正系数来 修正各个虚拟惯量 参数， 是基于以下公式计算 修正后的各个虚拟惯量 参数Ji： 其中J0为传统控制方法 中不考虑SOC状态时选取的虚拟惯量参数， ki为各个电池组单元 对应的虚拟惯量控制修 正系数，i=1…n, n表示该储能电站含有 n个电池单 元组。 3.一种大规模储能电站的虚拟构网协调控制装置， 其特征在于， 所述的装置包括电网 状态监测模块、 电池储能系统状态监测模块、 虚拟惯量控制系 数修正模块和储能变流器虚 拟构网协调控制算法模块； 所述的电网状态监测模块监测电网频率， 并将频率值传输至虚拟惯量控制系数修正模 块； 所述的电池储能系统状态监测模块监测储能电站各个电池组单元的荷电状态值即SOC 值， 并将SOC值传输 至虚拟惯量控制系数修 正模块； 所述的虚拟惯量控制系数修正模块包括逻辑判断模块和运算模块， 其中逻辑判断模块 接收并判断电网频率是否超出正常范围， 当超出正常范围时， 则运算模块根据当前 的电网 频率是高于上限或低于下限， 以及SOC值由小到大的5个区间， 来计算得到10种各个电池组 单元对应的虚拟惯量控制修 正系数； 所述的储能变流器虚拟构网协调控制算法模块用于根据虚拟惯量控制修正系数来修 正虚拟惯量参数， 然后得出各个电池组单元对应的储能变流器的PWM控制 信号； 从而控制储 能变流器接入电网来对电网频率进行扰动控制； 虚拟惯量控制系数修 正模块的运 算模块， 计算虚拟惯量控制修 正系数包括： 根据电网频率正常范围[ fdown，fup]和SOCi计算各个电池组单元对应的虚拟惯量控制修 正系数ki， 其中fdown表示电网频率正常下限值， fup表示电网频率正常上限值， SOCi表示各个 电池组单 元的荷电状态值， i=1…n, n表示该储能电站含有 n个电池单 元组； ki是一个关于SOCi的分段函数， 取值区间为[0,1]， 将SOCi划分为5个区间： 当SoCi∈[0， SoCmin]时： 当SoCi∈[SoCmin， SoClow]时： 当SoCi∈[SoClow， SoChigh]时： 当SoCi∈[SoChigh， SoCmax] 时：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115276069 B 3