高比例风光储接入配电网多模式自适应控制方法

摘要

本发明提供一种高比例风光储接入配电网多模式自适应控制方法，所述方法包括：获取光伏输出有功功率Ppv、风机发电输出功率Pwd、负载有功功率Pl、光伏输出电压Upv、光伏输出频率Fpv；根据光伏输出有功功率Ppv、风机发电输出功率Pwd、负载有功功率Pl、光伏输出电压Upv和光伏输出频率Fpv按照预设条件自适应地选择恒定功率跟踪控制模式、电网电压频率辅助控制模式、主动离并网控制模式和储能辅助并网控制模式中的一种对电网进行控制。本发明提供的高比例风光储接入配电网多模式自适应控制方法，通过根据电网的不同运行状态，选择相应的控制模式，使电网出现故障时能够平滑的切换控制模式，避免了停机，使操作电网时更加平稳，提高了电网的可靠性和安全性。

权利要求

1.一种高比例风光储接入配电网多模式自适应控制方法，其特征在于，包括：

获取光伏输出有功功率Ppv、风机发电输出功率Pwd、负载有功功率Pl、光伏输出电压Upv、光伏输出频率Fpv；

根据所述光伏输出有功功率Ppv、所述风机发电输出功率Pwd、所述负载有功功率Pl、所述光伏输出电压Upv和所述光伏输出频率Fpv按照预设条件自适应地选择恒定功率跟踪控制模式、电网电压频率辅助控制模式、主动离并网控制模式和储能辅助并网控制模式中的一种对电网进行控制；

当所述预设条件为光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和等于零，且电网处于正常状态，且光伏输出电压Upv大于光伏输出电压下限Umin，且光伏输出频率Fpv介于光伏输出频率下限Fmin和光伏输出频率上限Fmax之间时，选择恒定功率跟踪控制模式对电网进行控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述预设条件为光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和等于零，且电网处于正常状态，且光伏输出电压Upv小于等于光伏输出电压下限Umin时，或者当光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和等于零，且电网处于正常状态，且光伏输出电压Upv大于光伏输出电压下限Umin，且光伏输出频率Fpv不在光伏输出频率下限Fmin和光伏输出频率上限Fmax之间时，或者当光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和大于零，且光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和小于等于负载有功功率Pl，且光伏输出电压Upv大于光伏输出电压上限Umax，且电网处于正常状态时，选择电网电压频率辅助控制模式对电网进行控制。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述预设条件为光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和等于零，且电网处于故障状态时，或者当光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和大于零，且光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和小于等于负载有功功率Pl，且光伏输出电压Upv大于光伏输出电压上限Umax，且电网处于故障状态时，选择主动离并网控制模式对电网进行控制。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述预设条件为光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和大于零，且光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和大于负载有功功率Pl时，或者当光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和大于零，且光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和小于等于负载有功功率Pl，且光伏输出电压Upv小于等于光伏输出电压上限Umax时，选择储能辅助并网控制模式对电网进行控制。

5.一种高比例风光储接入配电网多模式自适应控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取光伏输出有功功率Ppv、风机发电输出功率Pwd、负载有功功率Pl、光伏输出电压Upv、光伏输出频率Fpv；

选择模块，用于根据所述光伏输出有功功率Ppv、所述风机发电输出功率Pwd、所述负载有功功率Pl、所述光伏输出电压Upv和所述光伏输出频率Fpv按照预设条件自适应地选择恒定功率跟踪控制模式、电网电压频率辅助控制模式、主动离并网控制模式和储能辅助并网控制模式中的一种对电网进行控制；

当所述预设条件为光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和等于零，且电网处于正常状态，且光伏输出电压Upv大于光伏输出电压下限Umin，且光伏输出频率Fpv介于光伏输出频率下限Fmin和光伏输出频率上限Fmax之间时，选择恒定功率跟踪控制模式对电网进行控制。

6.一种用于高比例风光储接入配电网多模式自适应控制的电子设备，其特征在于，包括：

存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至4任一所述的方法。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一所述的方法。

说明书

高比例风光储接入配电网多模式自适应控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种高比例风光储接入配电网多模式自适应控制方法。

背景技术

[0002] 从国家的能源战略规划来看，我国电力系统在当前和未来较长时间内,将大力发展大规模高比例可再生能源，在配电网接入方面实现分布式电源。随着配电网自动化与智能化的发展，如何能够将可再生能源有效组织并分布利用起来，显得尤为重要。

[0003] 现有技术中，分布式发电多采用基于电力电子的控制技术，导致系统区别于传统电网，具有多电源、随机波动性冲击、潮流分布大小方向多变、无功电压支撑变弱、系统等效转动惯量降低等特征，其运行特性相对传统大电网存在着正常状态、优化状态、风险状态、故障状态和恢复状态等多种状态等多种状态和并网运行、电网故障时孤岛运行、恢复并网、负荷增减等多种操作。电力系统的运行是有一定模式可循的，按不同时间级的负荷预测，由机组组合、超前调度、在线调度以及实时控制等按不同时间层次进行模式叠加，实现分布式电源并网控制。光伏为间歇式电源，可靠性以及可预测性均较差，随着间歇式电源穿透功率的不断提高，但是现有技术仍采用单一的控制模式。

[0004] 现有技术中的单一控制模式，在光伏发电系统的并网过程中由于受到风力发电波动、储能离并网、故障及恢复等情况的影响使电力系统产生较大的振荡，当电网出现异常情况导致故障时，只能停机检修，不能平滑控制分布式电源并网复杂暂态过程，不能满足配电网空间、时间和事件特性决定了运行状态的多样性需求，系统的可靠性和安全性较低。

发明内容

[0005] (一)要解决的技术问题

[0006] 本发明的目的是提供一种高比例风光储接入配电网多模式自适应控制方法，解决了现有技术中电网出现故障时导致停机和操作电网振荡较大的技术问题。

[0007] (二)技术方案

[0008] 为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种高比例风光储接入配电网多模式自适应控制方法，包括：

[0009] 获取光伏输出有功功率Ppv、风机发电输出功率Pwd、负载有功功率Pl、光伏输出电压Upv、光伏输出频率Fpv；

[0010] 根据所述光伏输出有功功率Ppv、所述风机发电输出功率Pwd、所述负载有功功率Pl、所述光伏输出电压Upv和所述光伏输出频率Fpv按照预设条件自适应地选择恒定功率跟踪控制模式、电网电压频率辅助控制模式、主动离并网控制模式和储能辅助并网控制模式中的一种对电网进行控制。

[0011] 进一步地，当所述预设条件为光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和小于等于零，且电网处于正常状态，且光伏输出电压Upv大于光伏输出电压下限Umin，且光伏输出频率Fpv介于光伏输出频率下限Fmin和光伏输出频率上限Fmax之间时，选择恒定功率跟踪控制模式对电网进行控制。

[0012] 进一步地，当所述预设条件为光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和小于等于零，且电网处于正常状态，且光伏输出电压Upv小于等于光伏输出电压下限Umin时，或者当光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和小于等于零，且电网处于正常状态，且光伏输出电压Upv大于光伏输出电压下限Umin，且光伏输出频率Fpv不在光伏输出频率下限Fmin和光伏输出频率上限Fmax之间时，或者当光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和大于零，且光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和小于等于负载有功功率Pl，且光伏输出电压Upv大于光伏输出电压上限Umax，且电网处于正常状态时，选择电网电压频率辅助控制模式对电网进行控制。

[0013] 进一步地，当所述预设条件为光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和小于等于零，且电网处于故障状态时，或者当光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和大于零，且光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和小于等于负载有功功率Pl，且光伏输出电压Upv大于光伏输出电压上限Umax，且电网处于故障状态时，选择主动离并网控制模式对电网进行控制。

[0014] 进一步地，当所述预设条件为光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和大于零，且光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和大于负载有功功率Pl时，或者当光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和大于零，且光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和小于等于负载有功功率Pl，且光伏输出电压Upv小于等于光伏输出电压上限Umax时，选择储能辅助并网控制模式对电网进行控制。

[0015] 另一方面，本发明提供一种高比例风光储接入配电网多模式自适应控制装置，包括：

[0016] 获取模块，用于获取光伏输出有功功率Ppv、风机发电输出功率Pwd、负载有功功率Pl、光伏输出电压Upv、光伏输出频率Fpv；

[0017] 选择模块，用于根据所述光伏输出有功功率Ppv、所述风机发电输出功率Pwd、所述负载有功功率Pl、所述光伏输出电压Upv和所述光伏输出频率Fpv按照预设条件自适应地选择恒定功率跟踪控制模式、电网电压频率辅助控制模式、主动离并网控制模式和储能辅助并网控制模式中的一种对电网进行控制。

[0018] 再一方面，本发明提供一种用于高比例风光储接入配电网多模式自适应控制的电子设备，包括：

[0019] 存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述的方法。

[0020] 又一方面，本发明提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述的方法。

[0021] 又一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。

[0022] (三)有益效果

[0023] 本发明提供的高比例风光储接入配电网多模式自适应控制方法，通过根据电网的不同运行状态，选择相应的控制模式，使电网出现故障时能够平滑的切换控制模式，避免了停机，使操作电网时更加平稳，提高了电网的可靠性和安全性。

附图说明

[0024] 图1为依照本发明实施例的高比例风光储接入配电网多模式自适应控制方法示意图；

[0025] 图2为依照本发明实施例的控制模式变换选择算法示意图；

[0026] 图3为依照本发明实施例的恒定功率跟踪控制模式示意图；

[0027] 图4为依照本发明实施例的储能辅助并网控制模式示意图；

[0028] 图5为依照本发明实施例的改进IEEE33节点配网算例示意图；

[0029] 图6为依照本发明实施例的多扰动时序运行模拟仿真示意图；

[0030] 图7为依照本发明实施例的控制方法与现有技术控制方法效果对比示意图；

[0031] 图8为依照本发明实施例的高比例风光储接入配电网多模式自适应控制装置示意图；

[0032] 图9为本发明实施例提供的用于高比例风光储接入配电网多模式自适应控制的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

[0033] 为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

[0034] 实施例1：

[0035] 图1为依照本发明实施例的高比例风光储接入配电网多模式自适应控制方法示意图，如图1所示，本发明实施例提供一种高比例风光储接入配电网多模式自适应控制方法，包括：

[0036] 步骤S10、获取光伏输出有功功率Ppv、风机发电输出功率Pwd、负载有功功率Pl、光伏输出电压Upv、光伏输出频率Fpv；

[0037] 步骤S20、根据所述光伏输出有功功率Ppv、所述风机发电输出功率Pwd、所述负载有功功率Pl、所述光伏输出电压Upv和所述光伏输出频率Fpv按照预设条件自适应地选择恒定功率跟踪控制模式、电网电压频率辅助控制模式、主动离并网控制模式和储能辅助并网控制模式中的一种对电网进行控制。

[0038] 具体的，高比例风光储接入配电网包括风机发电站、光伏发电站和储能系统，属于分布式发电网络，相对于传统电网，高比例风光储接入配电网具有多电源、随机波动性冲击、潮流分布大小方向多变、无功电压支撑变弱、系统等效转动惯量降低等特征。

[0039] 针对高比例风光储接入配电网的特点，本发明实施例提供的高比例风光储接入配电网多模式自适应控制方法，首先，获取光伏输出有功功率Ppv、风机发电输出功率Pwd、负载有功功率Pl、光伏输出电压Upv、光伏输出频率Fpv。

[0040] 然后，根据所述光伏输出有功功率Ppv、所述风机发电输出功率Pwd、所述负载有功功率Pl、所述光伏输出电压Upv和所述光伏输出频率Fpv按照预设条件，自动判断当前电网所需要的控制模式，并从恒定功率跟踪控制模式、电网电压频率辅助控制模式、主动离并网控制模式和储能辅助并网控制模式中自适应地选择一种模式对电网进行控制。

[0041] 例如，当前使用恒定功率跟踪控制模式对电网进行控制，根据光伏输出有功功率Ppv、风机发电输出功率Pwd、负载有功功率Pl、光伏输出电压Upv和光伏输出频率Fpv按照预设条件检测到需要使用主动离并网控制模式对电网进行控制时，将自动地切换到主动离并网控制模式对电网进行控制。

[0042] 当前使用电网电压频率辅助控制模式对电网进行控制，根据光伏输出有功功率Ppv、风机发电输出功率Pwd、负载有功功率Pl、光伏输出电压Upv和光伏输出频率Fpv按照预设条件检测到需要使用储能辅助并网控制模式对电网进行控制时，将自动地切换到储能辅助并网控制模式对电网进行控制。

[0043] 进一步地，当所述预设条件为光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和小于等于零，且电网处于正常状态，且光伏输出电压Upv大于光伏输出电压下限Umin，且光伏输出频率Fpv介于光伏输出频率下限Fmin和光伏输出频率上限Fmax之间时，选择恒定功率跟踪控制模式对电网进行控制。

[0044] 具体的，图2为依照本发明实施例的控制模式变换选择算法示意图，如图2所示，首先，需要获取光伏输出有功功率Ppv、风机发电输出功率Pwd、负载有功功率Pl、光伏输出电压Upv、光伏输出频率Fpv。

[0045] 当光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和(即分布式电源输出有功功率之和PDG)小于等于零，且电网处于正常状态，且光伏输出电压Upv大于光伏输出电压下限Umin，且光伏输出频率Fpv介于光伏输出频率下限Fmin和光伏输出频率上限Fmax之间时，选择恒定功率跟踪控制模式对电网进行控制，其中，光伏输出电压下限Umin、光伏输出频率下限Fmin和光伏输出频率上限Fmax是根据实际情况预设的门限值，图中的N等于1时表示电网处于正常状态，N不等于1表示电网处于故障状态。

[0046] 图3为依照本发明实施例的恒定功率跟踪控制模式示意图，如图3所示，首先，采集光伏输出直流侧母线电压 ，然后将其经过传递函数和PI控制器运算后，与功率计划和历史数据进行求和，最终得到光伏发电系统的有功控制目标值Pref，根据有功控制目标值Pref控制光伏发电系统的输出功率使之保持在相对恒定的范围内。

[0047] 光伏阵列的输出有功功率Ppv是随着光照强度和环境温度的变化而呈现出强非线性的变化特性。为了实现光能的有效利用，光伏逆变器通常采用扰动跟踪最大功率点跟踪控制策略，考虑光照强度、环境温度的影响，使逆变器的直流电压运行在有功最大功率点。但是当光伏发电在电网中的比例大于一定值时，采用最大功率跟踪控制策略将降低并网电压的稳定性，对并网点产生扰动，不利于电网的稳定，因此需要控制光伏阵列的输出有功功率Ppv保持恒定。

[0048] 另外电网长时间恒定最大功率控制是一个考虑光伏电池的容量、系统参数状态、新能源波动情况等的优化问题，涉及到光伏发电功率预测、日计划光伏功率曲线、电网发电调度调整等内容，需要考虑更多因素。在高比例可再生能源网络中，光伏发电功率将需要联系风电、储能等多种能源，互相配合。对于光伏发电比例也要进行稳定性校核，考虑边界条件，使得其在高比例多能源网络中能保证系统稳定。

[0049] 本发明实施例采用的恒定功率跟踪控制模式保证恒定功率运行在最大功率点，通过增添功率出力计划与历史数据的接口，边界控制模块，从而实现对功率计划与历史数据曲线的仿真，可以验证其对光伏发电“消峰填谷”的效果。从规划与历史两个方面对功率输出进行有效控制，保证功率平衡。

[0050] 进一步地，当所述预设条件为光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和小于等于零，且电网处于正常状态，且光伏输出电压Upv小于等于光伏输出电压下限Umin时，或者当光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和小于等于零，且电网处于正常状态，且光伏输出电压Upv大于光伏输出电压下限Umin，且光伏输出频率Fpv不在光伏输出频率下限Fmin和光伏输出频率上限Fmax之间时，或者当光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和大于零，且光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和小于等于负载有功功率Pl，且光伏输出电压Upv大于光伏输出电压上限Umax，且电网处于正常状态时，选择电网电压频率辅助控制模式对电网进行控制。

[0051] 具体的，选择电网电压频率辅助控制模式对电网进行控制的选择算法如图2所示。

[0052] 在电网中电压频率因系统扰动而出现波动，为了响应波动，提高电力系统暂态稳定性，采用电网电压频率辅助控制模式对电网进行控制。该控制模式的频率调控以50Hz为输入信号，通过设置功率/频率响应因子K得到控制的光伏发电系统的出力目标值，从而实现光伏电站对频率的一次调整。功率/频率响应因子K一般取是光伏发电系统的最大有功出力的0.2倍。

[0053] 电压辅助控制分为上限与下限调节。当光伏并网点电压发生电压越限时，系统运行将启动电压调节。此时，电压有效值计算模块实时检测并传递给有功、无功控制环，系统判断电压值越下限还是越上限，并通过有功、无功参考值计算模块实时计算出合理的有功功率参考值Pref和无功功率参考值Qref。

[0054] 电压越上限：在含高比例光伏的配电网中，当较高的光伏发电量恰逢较低的用户负荷消耗时，易发生并网点电压越上限情况。线路的电压压降关系式为：

[0055]

[0056] 式中，ΔV指需要降低的电压值，Pl为负载有功功率，Ppv为光伏输出有功功率，R为线路电阻，Ql负载输出无功功率，Qpv光伏输出无功功率，X为线路电抗，V0为光伏并网点电压。

[0057] 当按照提高线路电压的需要计算所需补偿的无功量时，所需无功补充量为：

[0058]

[0059] 式中，V1指需要达到的电压值，ΔV指需提高的电压值，X为线路电抗。

[0060] 当按照降低线路电压的需要计算所需削减的有功量时，所需削减的有功量为：

[0061]

[0062] 式中，V1指需要达到的电压值，ΔV指需要降低的电压值，R为线路电阻，根据该式(3)可看出，只有Ppv大于一定值时，ΔV才可能逆向，即光伏发电量过高是电压越上限的必要条件。因此，当发生并网点电压越上限的情况时，只需根据上式计算出当前时刻待削减的电压ΔV对应的有功功率ΔP，再使光伏有功输出削减ΔP，得到当前时刻光伏逆变器的给定有功参考值Pref。

[0063] 电压越下限：当较低的光伏发电量恰逢较高的用户负荷消耗时，易发生并网点电压越下限情况。此时无功参考值计算模块获取信号，根据上式(2)可计算出当前时刻待提升的电压ΔV对应的无功功率ΔQ，再使光伏无功输出增加ΔQ，得到当前时刻光伏逆变器的给定无功参考值Qref。

[0064] 进一步地，当所述预设条件为光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和小于等于零，且电网处于故障状态时，或者当光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和大于零，且光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和小于等于负载有功功率Pl，且光伏输出电压Upv大于光伏输出电压上限Umax，且电网处于故障状态时，选择主动离并网控制模式对电网进行控制。

[0065] 具体的，选择主动离并网控制模式对电网进行控制的选择算法如图2所示。

[0066] 主动离并网控制模式通过设置角度/幅值/频率响应因子实现对并网过程故障暂态控制响应，具有毫秒级的响应速度。特别是在故障时，及时使光伏离网能够减少电网电压功率大幅度波动，而在故障恢复后光伏并网则可使电力系统更快恢复稳定，保证供给有功功率。在电网暂态稳定失衡或光伏电源内部电路故障时情况下进行主动离网孤岛运行，时刻检测并网公共连接点(PCC)响应因子状态，故障消除或电网恢复稳定后主动重合闸联网。

[0067] 设置有光伏离并网控制策略，建立幅值、相角、频率多方面条件校核，在满足条件后同期合闸与平滑离网。恰当的分合闸能够合理动态配置光伏渗透率，在渗透率过高导致并网公共连接点电压突增越限时选择性断开部分光伏，保证电力系统安全稳定运行。

[0068] 进一步地，当所述预设条件为光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和大于零，且光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和大于负载有功功率Pl时，或者当光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和大于零，且光伏输出有功功率Ppv与风机发电输出功率Pwd之和小于等于负载有功功率Pl，且光伏输出电压Upv小于等于光伏输出电压上限Umax时，选择储能辅助并网控制模式对电网进行控制。

[0069] 具体的，选择储能辅助并网控制模式对电网进行控制的选择算法如图2所示。

[0070] 图4为依照本发明实施例的储能辅助并网控制模式示意图，如图4所示，储能对并网过程各输出量的暂态波动有平滑作用，通过适应性控制吸收或释放功率实现对高比例网络整体功率的调控，且不需要改变已并网的光伏控制方式。同时，储能辅助系统抑制光伏电站的出力波动，为避免因为附加频率策略的出现而影响现有平滑控制的效果，增加了单独的死区和限幅环节。模型设置了超前/滞后环节，可以根据实际电网动态稳定性的要求对光伏电站的并网功率进行一定的相位补偿，从而较好地增加系统的阻尼。通过光伏功率、系统负荷、系统损耗和其他功率计算出储能功率目标值，然后经过无静差调节，死区，限幅等计算，最后经过滤波，得出储能输出的功率和电压，从而来实现对储能的控制。

[0071] 在实现有功功率辅助控制时，储能系统的并网位置可分为将储能系统通过DC/AC电力电子变流器连接至并网点和储能系统连接至分布式电源的变流器中的直流母线上两种方式，多能联合输出功率满足电网规定。第二种并网方式由于电化学储能主要以直流形式进行充放电，因此该方式仅需要通过DC/DC变流器即可实现储能系统对分布式电源有功功率的调节控制。

[0072] 在光伏发电系统布置分布式储能，参与系统快速频率响应。在调频应用中，储能系统具有备用运行费用较低、启动响应快速、全功率投入运行速度快等优点，同时具有容量有限、持续运行时间较短的缺点。因此，在电力系统中布置一定量的储能装置，当系统发生较大频率偏差时，可在常规调频手段作用之前，快速投入响应频率偏差，减缓频率偏移速度和减小频率偏移大小。当常规调频手段投入之后，储能系统则可逐渐退出，同时选择合适的时间实现能量状态的调整。

[0073] 下面通过实验验证本发明实施例的效果：

[0074] 为验证本发明实施例的效果，采用使用时序模拟运行仿真，基于多CPU快速暂态仿真平台，通过改进IEEE33节点配网算例，对比现有技术中单一控制模式的光伏模型，对所提模型进行一系列场景模拟验证，对并网多模式自适应控制模型的有效性与实时性进行验证，并网过程暂态响应特性进行仿真分析。光伏阵列参数的设置如表1所示，环境参数变化如表2所示，并网控制参数如表3所示。

[0075] 表1光伏阵列参数表

[0076]

[0077] 表2环境参数变化表

[0078]

[0079] 表3并网控制参数表

[0080]

[0081] 近远端风电场容量一致单机发电容量为900kw，风速变化；光伏单机发电容量为100kw，光照温度变化；储能900kw/135kWh，电池SOC为0.5，即运行在正常工作状态下；线路中有32条支路、5条联络开关支路、1个电源网络首端基准电压12.66kV、网络总负荷5084.26+j2547.32kVA。两台风机、1台储能，5台光伏电站接入配电系统，渗透率超过60％，光伏接入高比例可再生能源配电网络。本发明实施例采用多扰动时序运行的全过程暂态仿真，对高比例风光储接入的配电网波动进行测试，对多状态控制系统的有效性进行验证。

[0082] 图5为依照本发明实施例的改进IEEE33节点配网算例示意图，图6为依照本发明实施例的多扰动时序运行模拟仿真示意图，图7为依照本发明实施例的控制方法与现有技术控制方法效果对比示意图。

[0083] 图7中虚线为现有技术中光伏单控制模式并网模型，单一控制模式只对应一种单一控制状态，一般为恒功率并网。实线为本发明实施例中的并网协调控制后多模式模型，多种控制模式自适应地切换，适应不同的多种控制状态。图7(a)为光伏并网点在全过程时序仿真中的频率响应特性，图7(b)为光伏并网点在全过程时序仿真中的电压响应特性，其中电压为标幺值，图7(c)为光伏并网点在全过程时序仿真中的功率响应特性。

[0084] 通过观测虚线，在0-2s系统运行在正常状态，光伏平稳并入电网，并网点电压频率值保持在合理范围，光伏与电网开始交互功率。当2s时系统运行在风险状态，大规模风机接入配电网，产生较大的频率电压波动，波动持续时间长且未有减弱趋势。3s时储能并网风机离网，储能采用下垂控制策略，能够在一定程度平衡双馈风机离网的波动，但离网瞬间仍产生较大电压暂升现象。4s时储能离网，频率未有明显变化，但是电压暂态现象显著，电压值超过额定值的4倍，存在极大风险。5s时风机储能一起并网，由于储能能够快速响应频率电压变化并做出补偿，并网瞬间产生暂态变化得到一定抑制，但仍存在大幅度波动。6s时远端风机并入，网络中存在两处风电场，并网点电压频率波动明显加强。7s时系统运行在故障状态，发生三相短路故障，并网点电压直接跳变到零值，极大影响配电网稳定性。8s时，故障存在但风光储发电系统离网，频率波动逐渐减少。9s时系统运行在恢复状态，三相故障消失，风光储并网，继续产生大幅波动。10s时光伏发电系统近端负荷先减少后增加，加剧波动。11s时负荷值回复正常状态。

[0085] 通过对时序模拟全过程及模式切换过程仿真进行暂态演变机理分析，仿真效果对比表明，多模式自适应控制能够在高比例风光储接入的配网中，对正常状态、优化状态、风险状态、故障状态和恢复状态等运行状态进行优化，仿真结果表明优化成功，多模式自适应控制明显优于单一模式控制，保持并网点电压频率在合理范围，功率平稳交互，使光伏发电系统具备故障期间低电压运行能力。

[0086] 本发明提供的高比例风光储接入配电网多模式自适应控制方法，通过根据电网的不同运行状态，选择相应的控制模式，使电网出现故障时能够平滑的切换控制模式，避免了停机，使操作电网时更加平稳，提高了电网的可靠性和安全性。

[0087] 实施例2：

[0088] 图8为依照本发明实施例的高比例风光储接入配电网多模式自适应控制装置示意图，如图8所示，本发明实施例提供一种高比例风光储接入配电网多模式自适应控制装置，本发明实施例提供一种高比例风光储接入配电网多模式自适应控制装置与上述实施例提供的方法相对应，该装置包括：获取模块10和选择模块20，其中，获取模块10用于获取光伏输出有功功率Ppv、风机发电输出功率Pwd、负载有功功率Pl、光伏输出电压Upv、光伏输出频率Fpv；

[0089] 选择模块20用于根据所述光伏输出有功功率Ppv、所述风机发电输出功率Pwd、所述负载有功功率Pl、所述光伏输出电压Upv和所述光伏输出频率Fpv按照预设条件自适应地选择恒定功率跟踪控制模式、电网电压频率辅助控制模式、主动离并网控制模式和储能辅助并网控制模式中的一种对电网进行控制。

[0090] 具体的，高比例风光储接入配电网包括风机发电站、光伏发电站和储能系统，属于分布式发电网络，相对于传统电网，高比例风光储接入配电网具有多电源、随机波动性冲击、潮流分布大小方向多变、无功电压支撑变弱、系统等效转动惯量降低等特征。

[0091] 针对高比例风光储接入配电网的特点，首先，通过获取模块10获取光伏输出有功功率Ppv、风机发电输出功率Pwd、负载有功功率Pl、光伏输出电压Upv、光伏输出频率Fpv。

[0092] 然后，通过选择模块20根据所述光伏输出有功功率Ppv、所述风机发电输出功率Pwd、所述负载有功功率Pl、所述光伏输出电压Upv和所述光伏输出频率Fpv按照预设条件，自动判断当前电网所需要的控制模式，并从恒定功率跟踪控制模式、电网电压频率辅助控制模式、主动离并网控制模式和储能辅助并网控制模式中自适应地选择一种模式对电网进行控制。

[0093] 例如，当前使用恒定功率跟踪控制模式对电网进行控制，根据光伏输出有功功率Ppv、风机发电输出功率Pwd、负载有功功率Pl、光伏输出电压Upv和光伏输出频率Fpv按照预设条件检测到需要使用主动离并网控制模式对电网进行控制时，将自动地切换到主动离并网控制模式对电网进行控制。

[0094] 当前使用电网电压频率辅助控制模式对电网进行控制，根据光伏输出有功功率Ppv、风机发电输出功率Pwd、负载有功功率Pl、光伏输出电压Upv和光伏输出频率Fpv按照预设条件检测到需要使用储能辅助并网控制模式对电网进行控制时，将自动地切换到储能辅助并网控制模式对电网进行控制。

[0095] 本发明提供的高比例风光储接入配电网多模式自适应控制装置，通过根据电网的不同运行状态，选择相应的控制模式，使电网出现故障时能够平滑的切换控制模式，避免了停机，使操作电网时更加平稳，提高了电网的可靠性和安全性。

[0096] 实施例3：

[0097] 图9为本发明实施例提供的用于高比例风光储接入配电网多模式自适应控制的电子设备的结构示意图，如图9所示，所述设备包括：处理器(processor)801、存储器(memory)802和总线803；

[0098] 其中，处理器801和存储器802通过所述总线803完成相互间的通信；

[0099] 处理器801用于调用存储器802中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：

[0100] 获取光伏输出有功功率Ppv、风机发电输出功率Pwd、负载有功功率Pl、光伏输出电压Upv、光伏输出频率Fpv；

[0101] 根据所述光伏输出有功功率Ppv、所述风机发电输出功率Pwd、所述负载有功功率Pl、所述光伏输出电压Upv和所述光伏输出频率Fpv按照预设条件自适应地选择恒定功率跟踪控制模式、电网电压频率辅助控制模式、主动离并网控制模式和储能辅助并网控制模式中的一种对电网进行控制。

[0102] 实施例4：

[0103] 本发明实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：

[0104] 获取光伏输出有功功率Ppv、风机发电输出功率Pwd、负载有功功率Pl、光伏输出电压Upv、光伏输出频率Fpv；

[0105] 根据所述光伏输出有功功率Ppv、所述风机发电输出功率Pwd、所述负载有功功率Pl、所述光伏输出电压Upv和所述光伏输出频率Fpv按照预设条件自适应地选择恒定功率跟踪控制模式、电网电压频率辅助控制模式、主动离并网控制模式和储能辅助并网控制模式中的一种对电网进行控制。

[0106] 实施例5：

[0107] 本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：

[0108] 获取光伏输出有功功率Ppv、风机发电输出功率Pwd、负载有功功率Pl、光伏输出电压Upv、光伏输出频率Fpv；

[0109] 根据所述光伏输出有功功率Ppv、所述风机发电输出功率Pwd、所述负载有功功率Pl、所述光伏输出电压Upv和所述光伏输出频率Fpv按照预设条件自适应地选择恒定功率跟踪控制模式、电网电压频率辅助控制模式、主动离并网控制模式和储能辅助并网控制模式中的一种对电网进行控制。

[0110] 本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0111] 以上所描述的装置及设备等实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

[0112] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

[0113] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。