CN116418014B - 并网发电系统的控制方法、系统、系统控制器及介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种适用于并网发电系统的控制方法、系统及存储介质，其中方法应用于并网发电系统，该方法包括：当所述频率偏差值为正且大于预设的正向死区频率，或者，所述频率偏差值为负且小于预设的负向死区频率时，根据所述频率偏差值计算用于一次调频的功率补偿值；根据所述功率补偿值的绝对值和所述同步电动机‑同步调相机系统预留的发电功率，选择进行并网的发电子系统；根据所述功率补偿值，控制选择的发电子系统进行一次调频。适用于预留的发电功率范围内的一次调频，同时适用于预留的发电功率和第二发电子系统的功率的结合范围内的一次调频，提高了本申请进行一次调频的适应范围，也提高了自主支持交流电网的频率稳定性的效率。

Description

并网发电系统的控制方法、系统、系统控制器及介质

技术领域

本申请涉及一种电网调节技术领域，尤其涉及一种并网发电系统的控制方法、系统、系统控制器及介质。

背景技术

传统的发电模式主要是火电厂燃烧化石燃料驱动燃气轮机组进行发电，光伏、风电和潮汐等新能源发电必然会进入快速发展阶段并逐步取代传统化石燃料发电。

随着新能源发电的装机量不断增加，传统化石燃料发电的装机量减少，导致传统化石燃料发电对电网的一次调频能力变弱，降低了电网的稳定性。目前新能源电网的惯量主要来自逆变装置和虚拟惯量控制算法生成的虚拟惯量，虚拟惯量无法做到与交流电网的自然耦合运行，导致无法响应交流电网的扰动，无法做到自主支持交流电网的频率稳定性。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种适用于并网发电系统的控制方法、系统及存储介质，用于解决现有技术中的新能源电网的惯量主要来自逆变装置和虚拟惯量控制算法生成的虚拟惯量，虚拟惯量无法做到与交流电网的自然耦合运行，导致无法响应交流电网的扰动，无法做到自主支持交流电网的频率稳定性的技术问题。

第一方面，本申请提出一种并网发电系统的控制方法，所述方法应用于并网发电系统，所述并网发电系统包括：第一发电子系统、第二发电子系统、并网开关和检测装置；所述第一发电子系统包括依次连接的储能飞轮阵列、电机逆变器、同步电动机-同步调相机系统，所述第二发电子系统包括依次连接的储能飞轮阵列和并网逆变器；所述储能飞轮阵列用于与发电单元连接并从所述发电单元取电，所述同步电动机-同步调相机系统包括依次连接的同步电动机和同步调相机，所述电机逆变器分别与所述储能飞轮阵列和所述同步电动机连接，所述并网逆变器与所述储能飞轮阵列连接；在所述同步电动机与所述同步调相机处于连接状态，所述同步电动机能够带动所述同步调相机同步转动发电；所述同步调相机与所述并网开关连接并能够经所述并网开关与交流电网连接，所述并网逆变器与所述并网开关连接并能够经所述并网开关与交流电网连接，所述检测装置用于检测所述交流电网的电网瞬时频率；

所述方法包括：

获取所述电网瞬时频率与预设的电网额定频率之间的频率偏差值；

当所述频率偏差值为正且大于预设的正向死区频率，或者，所述频率偏差值为负且小于预设的负向死区频率时，根据所述频率偏差值计算用于一次调频的功率补偿值；

根据所述功率补偿值的绝对值和所述同步电动机-同步调相机系统预留的发电功率，选择进行并网的发电子系统；

根据所述功率补偿值，控制选择的发电子系统进行一次调频。

第二方面，本申请提出了一种并网发电系统的控制系统，所述并网发电系统包括：系统控制器、第一发电子系统、第二发电子系统、并网开关和检测装置；所述第一发电子系统包括依次连接的储能飞轮阵列、电机逆变器、同步电动机-同步调相机系统，所述第二发电子系统包括依次连接的储能飞轮阵列和并网逆变器；所述储能飞轮阵列用于与发电单元连接并从所述发电单元取电，所述同步电动机-同步调相机系统包括依次连接的同步电动机和同步调相机，所述电机逆变器分别与所述储能飞轮阵列和所述同步电动机连接，所述并网逆变器与所述储能飞轮阵列连接；在所述同步电动机与所述同步调相机处于连接状态，所述同步电动机能够带动所述同步调相机同步转动发电；所述同步调相机与所述并网开关连接并能够经所述并网开关与交流电网连接，所述并网逆变器与所述并网开关连接并能够经所述并网开关与交流电网连接，所述检测装置用于检测所述交流电网的电网瞬时频率；所述系统控制器包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器适于执行所述计算机程序时以实现第一方面任一项所述并网发电系统的控制方法的步骤。

第三方面，本申请提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一项所述并网发电系统的控制方法的步骤。

第四方面，本申请提出了一种并网发电系统的系统控制器，包括存储器、处理器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面任一项所述并网发电系统的控制方法的步骤。

实施本申请实施例，将具有如下有益效果：

（1）在本申请中，当所述频率偏差值为正且大于预设的正向死区频率，或者，所述频率偏差值为负且小于预设的负向死区频率时，根据所述频率偏差值计算用于一次调频的功率补偿值，根据所述功率补偿值的绝对值和所述同步电动机-同步调相机系统预留的发电功率，选择进行并网的发电子系统，根据所述功率补偿值，控制选择的发电子系统进行一次调频，从而对交流电网的频率快速响应并进行调节，实现了参与交流电网的一次调频，进而做到自主支持交流电网的频率稳定性。

（2）在本申请中，根据功率补偿值和第一发电子系统中的和所述同步电动机-同步调相机系统预留的发电功率选择需要进行并网的发电子系统，使本申请适用于预留的发电功率范围内的一次调频，同时也使本申请适用于预留的发电功率和第二发电子系统的功率的结合范围内的一次调频，提高了本申请进行一次调频的适应范围，也提高了自主支持交流电网的频率稳定性的效率。

（3）在本申请中，通过同步电动机和同步调相机实现了对所述交流电网的惯量响应，为交流电网提供了足够的机械惯量支撑能力，避免受到电网侧的负载瞬间变化的冲击，提高了电网的稳定性。

（4）传统的新能源并网过程中会使用大量电力电子装置，从而产生危害电网的谐波，特别是高比例新能源并网后谐波含量会越来越大，严重时会使电网崩溃；同时，电网故障会直接损坏并网系统中的电力电子装置，会毁坏系统和造成经济损失。本申请通过提供同步电动机带动同步调相机同步转动发电以实现二次发电并网，既能隔绝新能源场站内电力电子装置的谐波对交流电网的影响，也能隔绝交流电网故障对新能源场站的内部电网的影响，不仅提高了电网的稳定性，而且保护了新能源场站的内部电网的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为一个实施例中并网发电系统的控制方法的应用环境的示意图；

图2为一个实施例中并网发电系统的控制方法的一次调频的总流程图；

图3为一个实施例中并网发电系统的控制方法的一次调频的详细流程图；

图4为一个实施例中并网发电系统的结构框图；

图5为一个实施例中并网发电系统的系统控制器的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了更好的理解本申请公开的一种并网发电系统的控制方法、系统、系统控制器及介质，首先对并网发电系统的控制方法的应用环境加以描述，具体的，并网发电系统的控制方法用于控制并网发电系统，所述并网发电系统包括：第一发电子系统、第二发电子系统、并网开关010和检测装置009；所述第一发电子系统包括依次连接的储能飞轮阵列002、电机逆变器003、同步电动机-同步调相机系统004，所述第二发电子系统包括依次连接的储能飞轮阵列002和并网逆变器007；所述储能飞轮阵列002用于与发电单元001连接并从所述发电单元001取电，所述同步电动机-同步调相机系统004包括依次连接的同步电动机和同步调相机，所述电机逆变器003分别与所述储能飞轮阵列002和所述同步电动机连接，所述并网逆变器007与所述储能飞轮阵列002连接；在所述同步电动机与所述同步调相机处于连接状态，所述同步电动机能够带动所述同步调相机同步转动发电；所述同步调相机与所述并网开关010连接并能够经所述并网开关010与交流电网006连接，所述并网逆变器007与所述并网开关010连接并能够经所述并网开关010与交流电网006连接，所述检测装置009用于检测所述交流电网006的电网瞬时频率。从而通过同步电动机和同步调相机实现了对所述交流电网的惯量响应，为交流电网提供了足够的机械惯量支撑能力，避免受到电网侧的负载瞬间变化的冲击，提高了电网的稳定性。传统的新能源并网过程中会使用大量电力电子装置，从而产生危害电网的谐波，特别是高比例新能源并网后谐波含量会越来越大，严重时会使电网崩溃；同时，电网故障会直接损坏并网系统中的电力电子装置，会毁坏系统和造成经济损失。本申请通过提供同步电动机带动同步调相机同步转动发电以实现二次发电并网，既能隔绝新能源场站内电力电子装置的谐波对交流电网的影响，也能隔绝交流电网故障对新能源场站的内部电网的影响，不仅提高了电网的稳定性，而且保护了新能源场站的内部电网的安全。

传统采用化学电池储能，但是化学电池储能的充放电次数不高，短时功率输出难以做到最大，对环境温度敏感，易发生火灾事故，为了解决该问题，本申请采用所述储能飞轮阵列002储能，充放电次数多，能够短时输出大功率，对环境温度不敏感，待机损耗低，并且安全环保。

发电单元是发电的电站。可选的，发电单元为新能源发电的单元。比如，发电单元是采用光伏、风电和潮汐等新能源发电的新能源场站。发电单元发的电需要并网到交流电网。并网发电系统用于将发电单元发的电并网到交流电网。

所述检测装置8包括：第一频率检测传感器，第一频率检测传感器用于实时检测所述交流电网的电网瞬时频率，比如，实时检测所述并网开关S2的与所述交流电网连接的一端，以用于检测所述交流电网的电网瞬时频率。第一频率检测传感器，是用于检测电网的电网瞬时频率的传感器。

可选的，储能飞轮阵列002的数量为一个，该储能飞轮阵列002与电机逆变器003及并网逆变器007连接。

可选的，储能飞轮阵列002的数量为两个，第一个储能飞轮阵列002与电机逆变器003连接，第二个储能飞轮阵列002与并网逆变器007连接。

可选的，并网开关010的数量为一个，该并网开关010的第一端与并网逆变器007及同步调相机连接，该并网开关010的第二端与所述交流电网006连接。

可选的，并网开关010的数量为两个；第一个并网开关010的第一端与并网逆变器007连接，第一个并网开关010的第二端与所述交流电网006连接；第二个并网开关010的第一端与同步调相机连接，第二个并网开关010的第二端与所述交流电网006连接。

储能飞轮阵列002包括：多个储能飞轮单元，储能飞轮单元包括：依次连接的双向变流器和储能飞轮。储能飞轮阵列002还设有阵列控制器，阵列控制器通过阵列控制算法控制单个储能飞轮单元的充放电，同时也控制单个储能飞轮单元输出电能到电机逆变器003或者并网逆变器007。

可选的，同步电动机和同步调相机通过联轴器实现同轴连接。

可以理解的是，储能飞轮阵列002从发电单元的直流母线的取电，电能经过双向变流器进行直流到交流的转换，然后进入储能飞轮进行充电。

第一发电子系统的工作原理为：储能飞轮的电能通过双向变流器进行交流到直流的转换，然后进入电机逆变器003，电机逆变器003将直流变换成交流以驱动同步电动机-同步调相机系统004进行二次发电，二次发电发出的电能通过并网开关010并入所述交流电网006。

第二发电子系统的工作原理为：储能飞轮的电能通过双向变流器进行交流到直流的转换，然后进入并网逆变器007；并网逆变器007对电能进行直流到交流的变换，然后进入所述交流电网006。

可以理解的是，可以在所述并网发电系统内设置系统控制器装载实现本申请的并网发电系统的控制方法的程序文件，也可以在所述并网发电系统内设置开关控制电路实现本申请的并网发电系统的控制方法的方法步骤，还可以在所述并网发电系统外设置系统装载实现本申请的并网发电系统的控制方法的程序文件。

本申请的并网发电系统是一个发电系统，可设置在光伏、风电等新能源场站内。该并网发电系统可以与传统的火力发电站一起作为发电侧，或者单独作为发电侧以仿造传统的火力发电，为后端负载供电。本申请的并网发电系统与此同时是一个交流电网的调节器，比如，如发电功率与交流电网网的用电功率不匹配，交流电网的频率会发生上升或下降，此时可以控制本申请的并网发电系统少输出机械功率少发电或者多输出机械功率多发电，以实现调节交流电网的频率；当然，本申请的并网发电系统的同步发电机也可以作为无功功率的调节器。

以上只是为了表达并网发电系统的控制方法所使用的环境，涉及到的并网开关010、检测装置009、储能飞轮阵列002、电机逆变器003、同步电动机-同步调相机系统004、并网逆变器007等只是示意性展示，具体的结构/尺寸/形状/所在的位置/所安装的方式等可根据实际需求进行适应性调整，本申请在此不做限定。

以上对并网发电系统的控制方法所使用的应用场景做了描述，下面对并网发电系统的控制方法、系统、系统控制器及介质进行详细的描述。

如图2所示，在一个实施例中，提供了一种并网发电系统的控制方法。所述方法应用于并网发电系统，所述并网发电系统包括：第一发电子系统、第二发电子系统、并网开关和检测装置；所述第一发电子系统包括依次连接的储能飞轮阵列、电机逆变器、同步电动机-同步调相机系统，所述第二发电子系统包括依次连接的储能飞轮阵列和并网逆变器；所述储能飞轮阵列用于与发电单元连接并从所述发电单元取电，所述同步电动机-同步调相机系统包括依次连接的同步电动机和同步调相机，所述电机逆变器分别与所述储能飞轮阵列和所述同步电动机连接，所述并网逆变器与所述储能飞轮阵列连接；在所述同步电动机与所述同步调相机处于连接状态，所述同步电动机能够带动所述同步调相机同步转动发电；所述同步调相机与所述并网开关连接并能够经所述并网开关与交流电网连接，所述并网逆变器与所述并网开关连接并能够经所述并网开关与交流电网连接，所述检测装置用于检测所述交流电网的电网瞬时频率；

所述方法包括：

S1：获取所述电网瞬时频率与预设的电网额定频率之间的频率偏差值；

电网瞬时频率，是实时检测的所述交流电网的交流供电频率。

预设的电网额定频率，是所述交流电网的额定的交流供电频率。可选的，预设的电网额定频率为50HZ。

具体而言，获取所述检测装置发送的所述交流电网的电网瞬时频率，将最晚获取的电网瞬时频率减去预设的电网额定频率，将相减得到的数据作为频率偏差值。

S2：当所述频率偏差值为正且大于预设的正向死区频率，或者，所述频率偏差值为负且小于预设的负向死区频率时，根据所述频率偏差值计算用于一次调频的功率补偿值；

调频分为两个阶段：惯量响应的阶段和一次调频的阶段。惯量响应的阶段为一次调频的阶段赢得时间。惯量响应的阶段是被动响应的调频。一次调频的阶段是主动执行的调频。

其中，当所述频率偏差值位于死区频率范围外时，就需要进入一次调频阶段，其中，死区频率范围是预设的负向死区频率到预设的正向死区频率之间的范围。当所述频率偏差值位于死区频率范围内时，不需要进入一次调频阶段。

可选的，预设的正向死区频率为0.05HZ。可以理解的是，预设的正向死区频率还可以是其他数值，比如，0.025HZ到0.055HZ之间的值，在此不做限定。

可选的，预设的负向死区频率为-0.05HZ。可以理解的是，预设的负向死区频率还可以是其他数值，比如，-0.055HZ到-0.025HZ之间的值，在此不做限定。

具体而言，当所述频率偏差值为正且大于预设的正向死区频率时，此时意味着需要进行一次调频，又因为所述频率偏差值为正，表明交流电网的有功功率过剩，也就是交流电网的负载不足，此时若所述同步电动机维持原有的机械功率输出，则所述同步电动机和所述同步调相机组成的转子系统的转速会继续上升，为了抑制交流电网的频率继续增大，需要通过一次调频减少输出至交流电网的功率；当所述频率偏差值为负且小于预设的负向死区频率时，此时意味着需要进行一次调频，又因为所述频率偏差值为负，表明交流电网的有功功率缺额，也就是交流电网的负载过剩，此时若所述同步电动机维持原有的机械功率输出，则所述同步电动机和所述同步调相机组成的转子系统的转速会进一步下降，为了抑制交流电网的频率进一步下跌，需要通过一次调频增加输出至交流电网的功率。因此，当所述频率偏差值为正且大于预设的正向死区频率，或者，所述频率偏差值为负且小于预设的负向死区频率时，需要进行一次调频。

根据所述频率偏差值计算用于一次调频的功率补偿值的计算方法可以从现有技术中选择，在此不做赘述。

S3：根据所述功率补偿值的绝对值和所述同步电动机-同步调相机系统预留的发电功率，选择进行并网的发电子系统；

所述同步电动机-同步调相机系统在设计时预留了发电功率以用于应对交流电网的电网侧的功率波动。所述同步电动机-同步调相机系统预留的发电功率包括：第一功率和第二功率；第一功率是同步电动机的额定发电功率的预留值，第二功率是同步调相机的额定发电功率的预留值。

可选的，第一功率为同步电动机的额定发电功率的10%，第二功率为同步调相机的额定发电功率的10%。可以理解的是，第一功率和第二功率还可以是其他数值，在此不做限定。

具体而言，将所述功率补偿值的绝对值和所述同步电动机-同步调相机系统预留的发电功率进行对比，根据对比的结果从第一发电子系统和第二发电子系统中选择需要进行并网的发电子系统。也就是说，发电子系统的选择范围包括第一发电子系统和第二发电子系统。

S4：根据所述功率补偿值，控制选择的发电子系统进行一次调频。

具体而言，若控制选择的发电子系统为第一发电子系统，则根据所述功率补偿值，控制第一发电子系统进行一次调频；若控制选择的发电子系统为第一发电子系统和第二发电子系统，则根据所述功率补偿值，控制第一发电子系统和第二发电子系统进行一次调频。

本实施例的技术效果为：（1）在本申请中，当所述频率偏差值为正且大于预设的正向死区频率，或者，所述频率偏差值为负且小于预设的负向死区频率时，根据所述频率偏差值计算用于一次调频的功率补偿值，根据所述功率补偿值的绝对值和所述同步电动机-同步调相机系统预留的发电功率，选择进行并网的发电子系统，根据所述功率补偿值，控制选择的发电子系统进行一次调频，从而对交流电网的频率快速响应并进行调节，实现了参与交流电网的一次调频，进而做到自主支持交流电网的频率稳定性。（2）在本申请中，根据功率补偿值和第一发电子系统中的和所述同步电动机-同步调相机系统预留的发电功率选择需要进行并网的发电子系统，使本申请适用于预留的发电功率范围内的一次调频，同时也使本申请适用于预留的发电功率和第二发电子系统的功率的结合范围内的一次调频，提高了本申请进行一次调频的适应范围，也提高了自主支持交流电网的频率稳定性的效率。（3）在本申请中，通过同步电动机和同步调相机实现了对所述交流电网的惯量响应，为交流电网提供了足够的机械惯量支撑能力，避免受到电网侧的负载瞬间变化的冲击，提高了电网的稳定性。（4）传统的新能源并网过程中会使用大量电力电子装置，从而产生危害电网的谐波，特别是高比例新能源并网后谐波含量会越来越大，严重时会使电网崩溃；同时，电网故障会直接损坏并网系统中的电力电子装置，会毁坏系统和造成经济损失。本申请通过提供同步电动机带动同步调相机同步转动发电以实现二次发电并网，既能隔绝新能源场站内电力电子装置的谐波对交流电网的影响，也能隔绝交流电网故障对新能源场站的内部电网的影响，不仅提高了电网的稳定性，而且保护了新能源场站的内部电网的安全。

在一个实施例中，所述根据所述功率补偿值的绝对值和所述同步电动机-同步调相机系统预留的发电功率，选择进行并网的发电子系统的步骤，包括：

S31：若所述功率补偿值的绝对值大于所述预留的发电功率，则选择所述第一发电子系统和所述第二发电子系统作为进行并网的发电子系统；

具体而言，若所述功率补偿值的绝对值大于所述预留的发电功率，也就是所述功率补偿值的绝对值大于所述同步电动机-同步调相机系统的在设计时预留的发电功率，此时意味着单独使用所述第一发电子系统无法满足一次调频的要求，还需要启动所述第二发电子系统作进行一次调频的补充，因此，选择所述第一发电子系统和所述第二发电子系统作为进行并网的发电子系统。

S32：若所述功率补偿值的绝对值小于或等于所述预留的发电功率，则选择所述第一发电子系统作为进行并网的发电子系统。

具体而言，若所述功率补偿值的绝对值小于或等于所述预留的发电功率，也就是所述功率补偿值的绝对值小于或等于所述同步电动机-同步调相机系统的在设计时预留的发电功率，此时意味着单独使用所述第一发电子系统能够满足一次调频的要求，因此，选择所述第一发电子系统作为进行并网的发电子系统。

本实施例在所述功率补偿值的绝对值小于或等于所述同步电动机-同步调相机系统的在设计时预留的发电功率时，选择所述第一发电子系统作为进行并网的发电子系统，此时实现单独采用第一发电子系统进行一次调频，并且，在所述功率补偿值的绝对值大于所述同步电动机-同步调相机系统的在设计时预留的发电功率时选择所述第一发电子系统和所述第二发电子系统作为进行并网的发电子系统，在将所述第一发电子系统作为一次调频的主系统的基础上，本申请适用于预留的发电功率和第二发电子系统的功率的结合范围内的一次调频，提高了本申请进行一次调频的适应范围，也提高了自主支持交流电网的频率稳定性的效率。

在一个实施例中，所述第一发电子系统还包括：第一并网变压器，所述第一并网变压器的输入端与所述同步调相机连接，所述第一并网变压器的输出端与所述并网开关连接并能够经所述并网开关与所述交流电网连接；和/或，

所述第二发电子系统还包括：第二并网变压器，所述第二并网变压器的输入端与所述并网逆变器连接，所述第二并网变压器的输出端与所述并网开关连接并能够经所述并网开关与所述交流电网连接。

第一并网变压器，用于将输入第一并网变压器的电能进行变压后并入所述交流电网。第二并网变压器，用于将输入第二并网变压器的电能进行变压后并入所述交流电网。第一并网变压器和第二并网变压器均采用并网变压器。

在本实施例的可选实施方式中，所述第一发电子系统还包括：第一并网变压器，所述第一并网变压器的输入端与所述同步调相机连接，所述第一并网变压器的输出端与所述并网开关连接并能够经所述并网开关与所述交流电网连接，所述第二发电子系统还包括：第二并网变压器，所述第二并网变压器的输入端与所述并网逆变器连接，所述第二并网变压器的输出端与所述并网开关连接并能够经所述并网开关与所述交流电网连接。

在本实施例的可选实施方式中，所述第一发电子系统还包括：第一并网变压器，所述第一并网变压器的输入端与所述同步调相机连接，所述第一并网变压器的输出端与所述并网开关连接并能够经所述并网开关与所述交流电网连接。

在本实施例的可选实施方式中，所述第二发电子系统还包括：第二并网变压器，所述第二并网变压器的输入端与所述并网逆变器连接，所述第二并网变压器的输出端与所述并网开关连接并能够经所述并网开关与所述交流电网连接。

可以理解的是，在本实施例中，所述同步调相机不直接与所述并网开关连接，所述并网逆变器不直接与所述并网开关连接。

本实施例通过为所述第一发电子系统设置第一并网变压器和/或为所述第二发电子系统设置第二并网变压器，实现了在并网前对电能的电压进行调节，提高了本申请的并网发电系统并网的稳定性，而且提高了本申请的并网发电系统的适应性。

在一个实施例中，所述第一发电子系统还包括：惯量飞轮，所述惯量飞轮与所述同步调相机同轴连接；

所述获取所述电网瞬时频率与预设的电网额定频率之间的频率偏差值的步骤之后，所述方法还包括：

S5：当所述频率偏差值不等于0时，控制所述同步电动机、所述同步调相机和所述惯量飞轮实现对所述交流电网的惯量响应。

具体而言，当所述频率偏差值不等于0时，此时意味着此时的所述交流电网的电网瞬时频率不符合预设要求（预设的电网额定频率），需要对交流电网进行调频，此时通过所述同步电动机、所述同步调相机和所述惯量飞轮实现对所述交流电网的惯量响应实现对所述交流电网的惯量响应，以用于延缓频率变化率，阻止频率快速下跌，而且在需要一次调频时，通过所述同步电动机、所述同步调相机和所述惯量飞轮实现对所述交流电网的惯量响应的惯量响应，为一次调频赢得时间。避免交流电网的频率变化过大触发切负荷指令，从而避免造成电网事故。

其中，所述同步电动机的转子、所述同步调相机的转子和惯量飞轮组成转子系统，通过该转子系统的转动惯量提供惯量支撑，以实现对所述交流电网的惯量响应。惯量支撑是一个短时的冲击型的功率支撑。

可选的，惯量飞轮和同步调相机通过联轴器实现同轴连接。

因转子系统的转动惯量为机械惯量，一个发电系统（比如，所述同步电动机和所述同步调相机组成的系统）来说，转动惯量是恒定不变的，能够提供的惯量支撑有限，为了解决该问题，本实施例不仅通过所述同步电动机的转子和所述同步调相机的转子代替了传统化石燃料发电时发电机转子和汽轮机转子提供的惯量支撑，而且通过惯量飞轮增大惯量，通过增大惯量以延长了惯量时间常数，通过延长惯量时间常数，增加了惯量支撑功率。

如图3所示，在一个实施例中，所述根据所述功率补偿值，控制选择的发电子系统进行一次调频的步骤，包括：

S41：当所述功率补偿值大于0，并且，选择的发电子系统为所述第一发电子系统时，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列减少通过所述第一发电子系统输出的功率；

具体而言，当所述功率补偿值大于0时，此时意味着所述频率偏差值为正且大于预设的正向死区频率，需要进行一次调频，又因为所述频率偏差值为正，表明交流电网的有功功率过剩，也就是交流电网的负载不足，此时若所述同步电动机维持原有的机械功率输出，则所述同步电动机和所述同步调相机组成的转子系统的转速会继续上升，为了抑制交流电网的频率继续增大，需要通过一次调频减少输出至交流电网的功率；在选择的发电子系统为所述第一发电子系统时，意味着，单独使用所述第一发电子系统能够满足一次调频的要求；因此，当所述功率补偿值大于0，并且，选择的发电子系统为所述第一发电子系统时，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列减少通过所述第一发电子系统输出的功率。

S42：当所述功率补偿值大于0，并且，选择的发电子系统为所述第一发电子系统和所述第二发电子系统时，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列减少通过所述第一发电子系统输出的功率，并且根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列通过所述第二发电子系统从所述交流电网吸取有功功率；

具体而言，当所述功率补偿值大于0时，此时意味着所述频率偏差值为正且大于预设的正向死区频率，需要进行一次调频，又因为所述频率偏差值为正，表明交流电网的有功功率过剩，也就是交流电网的负载不足，此时若所述同步电动机维持原有的机械功率输出，则所述同步电动机和所述同步调相机组成的转子系统的转速会继续上升，为了抑制交流电网的频率继续增大，需要通过一次调频减少输出至交流电网的功率；在选择的发电子系统为所述第一发电子系统和所述第二发电子系统时，同时使用所述第一发电子系统和所述第二发电子系统才能满足一次调频的要求；因此，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列减少通过所述第一发电子系统输出的功率以实现主要减少所述交流电网的有功功率，并且根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列通过所述第二发电子系统从所述交流电网吸取有功功率，以实现辅助减少所述交流电网的有功功率。

可选的，根据所述预留的发电功率，控制所述储能飞轮阵列减少通过所述第一发电子系统输出的功率；根据所述功率补偿值的绝对值减去所述预留的发电功率得到的差值，控制所述储能飞轮阵列通过所述第二发电子系统从所述交流电网吸取有功功率。从而实现尽量减少所述第二发电子系统从所述交流电网吸取有功功率。

可选的，根据小于所述预留的发电功率的数值，控制所述储能飞轮阵列减少通过所述第一发电子系统输出的功率；将所述功率补偿值的绝对值减去所述预留的发电功率得到的差值，根据大于该差值的数值，控制所述储能飞轮阵列通过所述第二发电子系统从所述交流电网吸取有功功率。从而缩短了一次调频需要的时间。

S43：当所述功率补偿值小于0，并且，选择的发电子系统为所述第一发电子系统时，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列增加通过所述第一发电子系统输出的功率；

具体而言，当所述功率补偿值小于0时，此时意味着所述频率偏差值为负且小于预设的负向死区频率，需要进行一次调频，又因为所述频率偏差值为负，表明交流电网的有功功率缺额，也就是交流电网的负载过剩，此时若所述同步电动机维持原有的机械功率输出，则所述同步电动机和所述同步调相机组成的转子系统的转速会进一步下降，为了抑制交流电网的频率进一步下跌，需要通过一次调频增加输出至交流电网的功率；在选择的发电子系统为所述第一发电子系统时，意味着，单独使用所述第一发电子系统能够满足一次调频的要求；因此，当所述功率补偿值小于0，并且，选择的发电子系统为所述第一发电子系统时，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列增加通过所述第一发电子系统输出的功率。

S44：当所述功率补偿值小于0，并且，选择的发电子系统为所述第一发电子系统和所述第二发电子系统时，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列增加通过所述第一发电子系统输出的功率，并且，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列通过所述第二发电子系统输出功率。

具体而言，当所述功率补偿值小于0时，此时意味着所述频率偏差值为负且小于预设的负向死区频率，需要进行一次调频，又因为所述频率偏差值为负，表明交流电网的有功功率缺额，也就是交流电网的负载过剩，此时若所述同步电动机维持原有的机械功率输出，则所述同步电动机和所述同步调相机组成的转子系统的转速会进一步下降，为了抑制交流电网的频率进一步下跌，需要通过一次调频增加输出至交流电网的功率；在选择的发电子系统为所述第一发电子系统和所述第二发电子系统时，同时使用所述第一发电子系统和所述第二发电子系统才能满足一次调频的要求；因此，当所述功率补偿值小于0，并且，选择的发电子系统为所述第一发电子系统和所述第二发电子系统时，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列增加通过所述第一发电子系统输出的功率，并且，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列通过所述第二发电子系统输出功率，以实现辅助增加输出所述交流电网的功率。

可选的，根据所述预留的发电功率，控制所述储能飞轮阵列增加通过所述第一发电子系统输出的功率；根据所述功率补偿值的绝对值减去所述预留的发电功率得到的差值，控制所述储能飞轮阵列通过所述第二发电子系统输出功率。从而实现尽量减少所述第二发电子系统输出所述交流电网的功率。

可选的，根据小于所述预留的发电功率的数值，控制所述储能飞轮阵列增加通过所述第一发电子系统输出的功率；将所述功率补偿值的绝对值减去所述预留的发电功率得到的差值，根据大于该差值的数值，控制所述储能飞轮阵列通过所述第二发电子系统输出功率。从而缩短了一次调频需要的时间。

本实施例当所述功率补偿值大于0，并且，选择的发电子系统为所述第一发电子系统和所述第二发电子系统时，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列减少通过所述第一发电子系统输出的功率，并且根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列通过所述第二发电子系统从所述交流电网吸取有功功率，当所述功率补偿值小于0，并且，选择的发电子系统为所述第一发电子系统和所述第二发电子系统时，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列增加通过所述第一发电子系统输出的功率，并且，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列通过所述第二发电子系统输出功率，在将所述第一发电子系统作为一次调频的主系统的基础上，使本申请适用于预留的发电功率和第二发电子系统的功率的结合范围内的一次调频，提高了本申请进行一次调频的适应范围，也提高了自主支持交流电网的频率稳定性的效率。

在一个实施例中，所述储能飞轮阵列包括多个储能飞轮单元，当所述储能飞轮单元的剩余能量数据小于预设第一阈值时所述储能飞轮单元进入纯充电模式，当所述储能飞轮单元的剩余能量数据大于或等于所述预设第一阈值并且小于或等于预设第二阈值时所述储能飞轮单元进入充放电模式，当所述储能飞轮单元的剩余能量数据大于所述预设第二阈值时所述储能飞轮单元进入纯放电模式；

剩余能量数据，可以是百分比，也可以是具体电量值。

可选的，预设第一阈值设为30%，预设第二阈值设为98%。

可选的，预设第一阈值设为所述储能飞轮单元的额定存储能量的30%，预设第二阈值设为所述储能飞轮单元的额定存储能量的98%。

可以理解的是，预设第一阈值和预设第二阈值还可以设为其他数值，在此不做限定。

纯充电模式，是只充电不放电的工作模式。执行纯充电模式，主要是为了维持储能飞轮单元始终工作在恒功率区间，方便统计所述储能飞轮阵列的功率额度。

充放电模式，是可以充电也可以放电的工作模式。通过充放电模式，能更方便的根据交流电网的需求进行所述储能飞轮阵列的充放电功率额度的调整。

纯放电模式，是只放电不充电的工作模式。通过纯放电模式，主要是保护所述储能飞轮单元，避免所述储能飞轮单元过充，减小了所述储能飞轮单元的本体的零部件的老化风险。

可以理解的的，通过所述储能飞轮阵列的各个工作模式提供不同的并网工作路径（也就是第一发电子系统、第二发电子系统），增大了并网功率。

当所述功率补偿值大于0时，所述方法还包括：

S451：根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列的处于所述充放电模式的第一数量的所述储能飞轮单元和处于所述纯放电模式的各个所述储能飞轮单元减少功率输出；和/或，

S452：根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列的处于所述纯充电模式的各个所述储能飞轮单元和处于所述充放电模式的第二数量的所述储能飞轮单元从所述交流电网吸取有功功率；

其中，所述第一数量和所述第二数量的和等于处于所述充放电模式的所述储能飞轮单元的数量，所述第一数量不小于0，所述第二数量不小于0。

具体而言，当所述功率补偿值大于0时，所述储能飞轮阵列主要工作的是处于纯充电模式和充放电模式的储能飞轮单元。

在本实施例的可选实施方式中，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列的处于所述充放电模式的第一数量的所述储能飞轮单元和处于所述纯放电模式的各个所述储能飞轮单元减少功率输出；并且，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列的处于所述纯充电模式的各个所述储能飞轮单元和处于所述充放电模式的第二数量的所述储能飞轮单元从所述交流电网吸取有功功率。

在本实施例的可选实施方式中，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列的处于所述充放电模式的第一数量的所述储能飞轮单元和处于所述纯放电模式的各个所述储能飞轮单元减少功率输出。

在本实施例的可选实施方式中，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列的处于所述纯充电模式的各个所述储能飞轮单元和处于所述充放电模式的第二数量的所述储能飞轮单元从所述交流电网吸取有功功率。

本实施例通过吸收有功功率和/或减少功率输出，在维持了并网发电系统的工作的情况下，减少了输出到所述交流电网的有功功率，使并网发电系统与所述交流电网的并网点的频率能快速恢复至死区频率范围内。

在一个实施例中，当所述功率补偿值小于0时，所述方法还包括：

S461：根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列的处于所述充放电模式的第三数量的所述储能飞轮单元和处于所述纯放电模式的各个所述储能飞轮单元增加功率输出，其中，所述第三数量不小于0，所述第三数量小于或等于所述充放电模式的所述储能飞轮单元的数量。

本实施例通过增加功率输出，增加了输出到所述交流电网的有功功率，补偿了交流电网中缺额的有功功率，使并网发电系与所述交流电网的并网点的频率能快速恢复至死区频率范围内，避免交流电网的频率进一步下跌引发电网事故。

在一个实施例中，当所述功率补偿值小于0时，所述方法还包括：

S462：控制所述储能飞轮阵列的处于所述充放电模式的第四数量的所述储能飞轮单元和处于所述纯充电模式的各个所述储能飞轮单元从所述发电单元取电；

其中，所述第三数量和所述第四数量的和等于处于所述充放电模式的所述储能飞轮单元的数量，所述第三数量不小于0，所述第四数量不小于0。

具体而言，当所述功率补偿值小于0时，所述储能飞轮阵列主要工作的是处于充放电模式和纯放电模式的储能飞轮单元。

本实施例通过从所述发电单元取电和增加功率输出，增加了输出到所述交流电网的有功功率，补偿了交流电网中缺额的有功功率，使并网发电系与所述交流电网的并网点的频率能快速恢复至死区频率范围内，避免交流电网的频率进一步下跌引发电网事故，而且从所述发电单元取电，避免了所述储能飞轮阵列的下降导致可能无法维持整个并网发电系统运行的风险。

在一个实施例中，所述储能飞轮阵列中的处于所述纯充电模式的所述储能飞轮单元的比例为25%，所述储能飞轮阵列中的处于所述充放电模式的所述储能飞轮单元的比例为50%，所述储能飞轮阵列中的处于所述纯放电模式的所述储能飞轮单元的比例为25%。

也就是说，在本实施例中，所述储能飞轮阵列中的所述纯充电模式、所述充放电模式和所述纯放电模式的所述储能飞轮单元的占比为：1:2:1。可以理解的是，在本申请的另一个实施例中，该占比还可以是其他数值，在此不做限定。

本实施例通过所述储能飞轮阵列中的所述纯充电模式、所述充放电模式和所述纯放电模式的所述储能飞轮单元的占比为：1:2:1，在所述纯充电模式和所述纯放电模式的所述储能飞轮单元的数量不够时，可以从所述充放电模式划分出所述储能飞轮单元，提高了并网发电系统工作的稳定性。

在一个实施例中，所述发电单元为新能源发电的单元；

所述同步调相机与所述并网逆变器通过同一个所述并网开关与所述交流电网连接，或者，所述同步调相机与第一个所述并网开关连接并能够经所述并网开关与交流电网连接，所述并网逆变器与第二个所述并网开关连接并能够经所述并网开关与交流电网连接。

在所述同步调相机与所述并网逆变器通过同一个所述并网开关与所述交流电网连接时，所述并网开关的控制操作，使所述同步调相机与所述并网逆变器实现同步并网；在所述同步调相机与第一个所述并网开关连接并能够经所述并网开关与交流电网连接，所述并网逆变器与第二个所述并网开关连接并能够经所述并网开关与交流电网连时，通过两个并网开关有利于第一发电子系统、第二发电子系统的单独控制。

在一个实施例中，所述检测装置还用于检测所述交流电网的电网瞬时电压；

所述方法还包括：

获取所述电网瞬时电压和所述交流电网的电网额定电压之间的电压偏差；

判断所述电压偏差是否位于预设偏差范围外；

若位于，则获取所述交流电网的电网瞬时无功功率；

若所述电网瞬时无功功率大于所述交流电网的电网额定无功功率，减少所述同步调相机转子的励磁电流；

若所述电网瞬时无功功率小于所述交流电网的电网额定无功功率，增加所述同步调相机转子的励磁电流；

直至所述电压偏差位于所述预设偏差范围内，控制所述同步调相机进入发电机模式以实现正常发电。

所述电网瞬时电压，是实时检测的所述交流电网的电压。

所述交流电网的电网额定电压，是所述交流电网的额定的电压。可选的，所述交流电网的电网额定电压为220V。

具体而言，获取所述检测装置发送的所述交流电网的所述电网瞬时电压，将最晚获取的所述电网瞬时电压减去所述交流电网的电网额定电压，将相减得到的数据作为第一电压偏差值。

其中，若不位于，也就是所述电压偏差位于预设偏差范围内，此时意味着符合电压波动范围（也就是预设的第一偏差值范围），不需要进行无功功率调节。

其中，若位于，也就是所述电压偏差位于预设偏差范围外，此时意味着不符合电压波动范围（也就是预设的第一偏差值范围），需要进行无功功率调节，因此，可以获取检测装置发送的所述交流电网的电网瞬时无功功率，还可以获取第三方应用发送的所述交流电网的电网瞬时无功功率。

具体而言，若所述电网瞬时无功功率大于所述交流电网的电网额定无功功率，此时意味着交流电网的无功功率过剩，电压会上升以导致用户负载损耗增加和超负荷工作，甚至会导致电网事故，此时，所述同步调相机从发电机模式进入调相机模式，减少所述同步调相机的转子的励磁电流，以使所述同步调相机的转子欠励磁，所述同步调相机的定子的感应电动势则会下降，以致低于交流电网的电压。由于所述同步调相机的电压与交流电网的电压之间出现电压差，那么该电压差会使所述同步调相机的定子绕组中产生一个感性无功电流，该感性无功电流超前于感应电动势90°但滞后于电压差90°，使电流从交流电网流向所述同步调相机，所述同步调相机相当于感性无功负载，即表示所述同步调相机从交流电网吸收感性无功功率以降低所述交流电网的电压，所述交流电网的电压重新进入符合电压波动范围内，从而调整交流电网往正常运行方向发展。

具体而言，若所述电网瞬时无功功率小于所述交流电网的电网额定无功功率，此时意味着交流电网的无功功率不足，电压会下降以导致用户负载电流过大而无法正常工作，严重时甚至会导致大面积脱网等事故，此时，所述同步调相机从发电机模式进入调相机模式，增加所述同步调相机的转子的励磁电流，以使所述同步调相机的转子过励磁，所述同步调相机的定子的感应电动势则会上升，以致高于交流电网的电压。由于所述同步调相机的电压与交流电网的电压之间出现电压差，那么该电压差会使所述同步调相机的定子绕组中产生一个感性无功电流，该感性无功电流滞后于感应电动势90°且滞后于电压差90°，使电流从所述同步调相机流向交流电网，所述同步调相机相当于感性无功电源，即表示所述同步调相机向交流电网提供感性无功功率以提高交流电网的电压，所述交流电网的电压重新进入符合电压波动范围内，从而调整交流电网往正常运行方向发展。

直至所述电压偏差位于所述预设偏差范围内，此时意味着使交流电网正常运行，以使所述同步电动机能够带动所述同步调相机同步转动发电，此时所述同步调相机进入发电机模式以实现正常发电。

可以理解的是，设置一套额外的励磁系统，用来控制所述同步调相机的转子线圈上的励磁电流，而非是所述同步调相机自身能够减少其转子上的励磁电流。

相比于新能源场站使用的电力电子类的无功功率补偿装置无法连续调节无功功率补偿和无法应对电网断面等大功率容量的无功补偿问题，本申请的同步调相机具有单机容量大，可以连续调节无功功率的特点，同时利用所述同步调相机的工作特性，通过切换可分离式联轴器的闭合和断开来控制同步调相机的工作模式，从而在一个设备上完成有功功率补偿和无功功率补偿两种需求，降低本申请的并网发电系统的使用成本。

如图4所示，在一个实施例中，提出了一种并网发电系统的控制系统，所述并网发电系统包括：系统控制器（图中未示出）、第一发电子系统、第二发电子系统、并网开关010和检测装置009；所述第一发电子系统包括依次连接的储能飞轮阵列002、电机逆变器003、同步电动机-同步调相机系统004，所述第二发电子系统包括依次连接的储能飞轮阵列002和并网逆变器007；所述储能飞轮阵列002用于与发电单元001连接并从所述发电单元001取电，所述同步电动机-同步调相机系统004包括依次连接的同步电动机和同步调相机，所述电机逆变器003分别与所述储能飞轮阵列002和所述同步电动机连接，所述并网逆变器007与所述储能飞轮阵列002连接；在所述同步电动机与所述同步调相机处于连接状态，所述同步电动机能够带动所述同步调相机同步转动发电；所述同步调相机与所述并网开关010连接并能够经所述并网开关010与交流电网006连接，所述并网逆变器007与所述并网开关010连接并能够经所述并网开关010与交流电网006连接，所述检测装置009用于检测所述交流电网006的电网瞬时频率；所述系统控制器包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器适于执行所述计算机程序时以实现上述任一项所述并网发电系统的控制方法的步骤。

所述第一发电子系统还包括：第一并网变压器005，所述第一并网变压器005的输入端与所述同步调相机连接，所述第一并网变压器005的输出端与所述并网开关010连接并能够经所述并网开关010与所述交流电网006连接；和/或，

所述第二发电子系统还包括：第二并网变压器008，所述第二并网变压器008的输入端与所述并网逆变器007连接，所述第二并网变压器008的输出端与所述并网开关010连接并能够经所述并网开关010与所述交流电网连接。

所述第一发电子系统还包括：惯量飞轮，所述惯量飞轮与所述同步调相机同轴连接。

所述发电单元001为新能源发电的单元；所述同步调相机与所述并网逆变器007通过同一个所述并网开关010与所述交流电网006连接，或者，所述同步调相机与第一个所述并网开关010连接并能够经所述并网开关010与交流电网连接，所述并网逆变器007与第二个所述并网开关010连接并能够经所述并网开关010与交流电网连接。

检测装置009还用于检测所述交流电网006的电压，检测所述同步调相机的转子的转速，检测同步电动机的转子的转速。

本实施例的技术效果为：（1）在本申请中，当所述频率偏差值为正且大于预设的正向死区频率，或者，所述频率偏差值为负且小于预设的负向死区频率时，根据所述频率偏差值计算用于一次调频的功率补偿值，根据所述功率补偿值的绝对值和所述同步电动机-同步调相机系统预留的发电功率，选择进行并网的发电子系统，根据所述功率补偿值，控制选择的发电子系统进行一次调频，从而对交流电网的频率快速响应并进行调节，实现了参与交流电网的一次调频，进而做到自主支持交流电网的频率稳定性。（2）在本申请中，根据功率补偿值和第一发电子系统中的和所述同步电动机-同步调相机系统预留的发电功率选择需要进行并网的发电子系统，使本申请适用于预留的发电功率范围内的一次调频，同时也使本申请适用于预留的发电功率和第二发电子系统的功率的结合范围内的一次调频，提高了本申请进行一次调频的适应范围，也提高了自主支持交流电网的频率稳定性的效率。（3）在本申请中，通过同步电动机和同步调相机实现了对所述交流电网的惯量响应，为交流电网提供了足够的机械惯量支撑能力，避免受到电网侧的负载瞬间变化的冲击，提高了电网的稳定性。（4）传统的新能源并网过程中会使用大量电力电子装置，从而产生危害电网的谐波，特别是高比例新能源并网后谐波含量会越来越大，严重时会使电网崩溃；同时，电网故障会直接损坏并网系统中的电力电子装置，会毁坏系统和造成经济损失。本申请通过提供同步电动机带动同步调相机同步转动发电以实现二次发电并网，既能隔绝新能源场站内电力电子装置的谐波对交流电网的影响，也能隔绝交流电网故障对新能源场站的内部电网的影响，不仅提高了电网的稳定性，而且保护了新能源场站的内部电网的安全。

在一个实施例中，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述并网发电系统的控制方法的步骤。本实施例的技术效果为：（1）在本申请中，当所述频率偏差值为正且大于预设的正向死区频率，或者，所述频率偏差值为负且小于预设的负向死区频率时，根据所述频率偏差值计算用于一次调频的功率补偿值，根据所述功率补偿值的绝对值和所述同步电动机-同步调相机系统预留的发电功率，选择进行并网的发电子系统，根据所述功率补偿值，控制选择的发电子系统进行一次调频，从而对交流电网的频率快速响应并进行调节，实现了参与交流电网的一次调频，进而做到自主支持交流电网的频率稳定性。（2）在本申请中，根据功率补偿值和第一发电子系统中的和所述同步电动机-同步调相机系统预留的发电功率选择需要进行并网的发电子系统，使本申请适用于预留的发电功率范围内的一次调频，同时也使本申请适用于预留的发电功率和第二发电子系统的功率的结合范围内的一次调频，提高了本申请进行一次调频的适应范围，也提高了自主支持交流电网的频率稳定性的效率。（3）在本申请中，通过同步电动机和同步调相机实现了对所述交流电网的惯量响应，为交流电网提供了足够的机械惯量支撑能力，避免受到电网侧的负载瞬间变化的冲击，提高了电网的稳定性。（4）传统的新能源并网过程中会使用大量电力电子装置，从而产生危害电网的谐波，特别是高比例新能源并网后谐波含量会越来越大，严重时会使电网崩溃；同时，电网故障会直接损坏并网系统中的电力电子装置，会毁坏系统和造成经济损失。本申请通过提供同步电动机带动同步调相机同步转动发电以实现二次发电并网，既能隔绝新能源场站内电力电子装置的谐波对交流电网的影响，也能隔绝交流电网故障对新能源场站的内部电网的影响，不仅提高了电网的稳定性，而且保护了新能源场站的内部电网的安全。

如图5所示，在一个实施例中，提出了一种并网发电系统的系统控制器，包括存储器012、处理器011，所述存储器012存储有可在所述处理器011上运行的计算机程序，所述处理器011执行所述计算机程序时实现上述任一项所述并网发电系统的控制方法的步骤。本实施例的技术效果为：（1）在本申请中，当所述频率偏差值为正且大于预设的正向死区频率，或者，所述频率偏差值为负且小于预设的负向死区频率时，根据所述频率偏差值计算用于一次调频的功率补偿值，根据所述功率补偿值的绝对值和所述同步电动机-同步调相机系统预留的发电功率，选择进行并网的发电子系统，根据所述功率补偿值，控制选择的发电子系统进行一次调频，从而对交流电网的频率快速响应并进行调节，实现了参与交流电网的一次调频，进而做到自主支持交流电网的频率稳定性。（2）在本申请中，根据功率补偿值和第一发电子系统中的和所述同步电动机-同步调相机系统预留的发电功率选择需要进行并网的发电子系统，使本申请适用于预留的发电功率范围内的一次调频，同时也使本申请适用于预留的发电功率和第二发电子系统的功率的结合范围内的一次调频，提高了本申请进行一次调频的适应范围，也提高了自主支持交流电网的频率稳定性的效率。（3）在本申请中，通过同步电动机和同步调相机实现了对所述交流电网的惯量响应，为交流电网提供了足够的机械惯量支撑能力，避免受到电网侧的负载瞬间变化的冲击，提高了电网的稳定性。（4）传统的新能源并网过程中会使用大量电力电子装置，从而产生危害电网的谐波，特别是高比例新能源并网后谐波含量会越来越大，严重时会使电网崩溃；同时，电网故障会直接损坏并网系统中的电力电子装置，会毁坏系统和造成经济损失。本申请通过提供同步电动机带动同步调相机同步转动发电以实现二次发电并网，既能隔绝新能源场站内电力电子装置的谐波对交流电网的影响，也能隔绝交流电网故障对新能源场站的内部电网的影响，不仅提高了电网的稳定性，而且保护了新能源场站的内部电网的安全。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink) DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (12)

1.一种并网发电系统的控制方法，所述方法应用于并网发电系统，所述并网发电系统包括：第一发电子系统、第二发电子系统、并网开关和检测装置；所述第一发电子系统包括依次连接的储能飞轮阵列、电机逆变器、同步电动机-同步调相机系统，所述第二发电子系统包括依次连接的储能飞轮阵列和并网逆变器；所述储能飞轮阵列用于与发电单元连接并从所述发电单元取电，所述同步电动机-同步调相机系统包括依次连接的同步电动机和同步调相机，所述电机逆变器分别与所述储能飞轮阵列和所述同步电动机连接，所述并网逆变器与所述储能飞轮阵列连接；在所述同步电动机与所述同步调相机处于连接状态，所述同步电动机能够带动所述同步调相机同步转动发电；所述同步调相机与所述并网开关连接并能够经所述并网开关与交流电网连接，所述并网逆变器与所述并网开关连接并能够经所述并网开关与交流电网连接，所述检测装置用于检测所述交流电网的电网瞬时频率；

所述方法包括：

获取所述电网瞬时频率与预设的电网额定频率之间的频率偏差值；

当所述频率偏差值为正且大于预设的正向死区频率，或者，所述频率偏差值为负且小于预设的负向死区频率时，根据所述频率偏差值计算用于一次调频的功率补偿值；

根据所述功率补偿值的绝对值和所述同步电动机-同步调相机系统预留的发电功率，选择进行并网的发电子系统；

根据所述功率补偿值，控制选择的发电子系统进行一次调频；

所述根据所述功率补偿值的绝对值和所述同步电动机-同步调相机系统预留的发电功率，选择进行并网的发电子系统的步骤，包括：

若所述功率补偿值的绝对值大于所述预留的发电功率，则选择所述第一发电子系统和所述第二发电子系统作为进行并网的发电子系统；

若所述功率补偿值的绝对值小于或等于所述预留的发电功率，则选择所述第一发电子系统作为进行并网的发电子系统。

2.如权利要求1所述的并网发电系统的控制方法，其特征在于，所述第一发电子系统还包括：第一并网变压器，所述第一并网变压器的输入端与所述同步调相机连接，所述第一并网变压器的输出端与所述并网开关连接并能够经所述并网开关与所述交流电网连接；和/或，

所述第二发电子系统还包括：第二并网变压器，所述第二并网变压器的输入端与所述并网逆变器连接，所述第二并网变压器的输出端与所述并网开关连接并能够经所述并网开关与所述交流电网连接。

3.如权利要求1所述的并网发电系统的控制方法，其特征在于，所述第一发电子系统还包括：惯量飞轮，所述惯量飞轮与所述同步调相机同轴连接；

所述获取所述电网瞬时频率与预设的电网额定频率之间的频率偏差值的步骤之后，所述方法还包括：

当所述频率偏差值不等于0时，控制所述同步电动机、所述同步调相机和所述惯量飞轮实现对所述交流电网的惯量响应。

4.如权利要求1所述的并网发电系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述功率补偿值，控制选择的发电子系统进行一次调频的步骤，包括：

当所述功率补偿值大于0，并且，选择的发电子系统为所述第一发电子系统时，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列减少通过所述第一发电子系统输出的功率；

当所述功率补偿值大于0，并且，选择的发电子系统为所述第一发电子系统和所述第二发电子系统时，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列减少通过所述第一发电子系统输出的功率，并且根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列通过所述第二发电子系统从所述交流电网吸取有功功率；

当所述功率补偿值小于0，并且，选择的发电子系统为所述第一发电子系统时，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列增加通过所述第一发电子系统输出的功率；

当所述功率补偿值小于0，并且，选择的发电子系统为所述第一发电子系统和所述第二发电子系统时，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列增加通过所述第一发电子系统输出的功率，并且，根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列通过所述第二发电子系统输出功率。

5.如权利要求4所述的并网发电系统的控制方法，其特征在于，所述储能飞轮阵列包括多个储能飞轮单元，当所述储能飞轮单元的剩余能量数据小于预设第一阈值时所述储能飞轮单元进入纯充电模式，当所述储能飞轮单元的剩余能量数据大于或等于所述预设第一阈值并且小于或等于预设第二阈值时所述储能飞轮单元进入充放电模式，当所述储能飞轮单元的剩余能量数据大于所述预设第二阈值时所述储能飞轮单元进入纯放电模式；

当所述功率补偿值大于0时，所述方法还包括：

根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列的处于所述充放电模式的第一数量的所述储能飞轮单元和处于所述纯放电模式的各个所述储能飞轮单元减少功率输出；和/或，

根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列的处于所述纯充电模式的各个所述储能飞轮单元和处于所述充放电模式的第二数量的所述储能飞轮单元从所述交流电网吸取有功功率；

其中，所述第一数量和所述第二数量的和等于处于所述充放电模式的所述储能飞轮单元的数量，所述第一数量不小于0，所述第二数量不小于0。

6.如权利要求5所述的并网发电系统的控制方法，其特征在于，当所述功率补偿值小于0时，所述方法还包括：

根据所述功率补偿值，控制所述储能飞轮阵列的处于所述充放电模式的第三数量的所述储能飞轮单元和处于所述纯放电模式的各个所述储能飞轮单元增加功率输出，其中，所述第三数量不小于0，所述第三数量小于或等于所述充放电模式的所述储能飞轮单元的数量。

7.如权利要求6所述的并网发电系统的控制方法，其特征在于，当所述功率补偿值小于0时，所述方法还包括：

控制所述储能飞轮阵列的处于所述充放电模式的第四数量的所述储能飞轮单元和处于所述纯充电模式的各个所述储能飞轮单元从所述发电单元取电；

其中，所述第三数量和所述第四数量的和等于处于所述充放电模式的所述储能飞轮单元的数量，所述第三数量不小于0，所述第四数量不小于0。

8.如权利要求5所述的并网发电系统的控制方法，其特征在于，所述储能飞轮阵列中的处于所述纯充电模式的所述储能飞轮单元的比例为25%，所述储能飞轮阵列中的处于所述充放电模式的所述储能飞轮单元的比例为50%，所述储能飞轮阵列中的处于所述纯放电模式的所述储能飞轮单元的比例为25%。

9.如权利要求1所述的并网发电系统的控制方法，其特征在于，所述发电单元为新能源发电的单元；

所述同步调相机与所述并网逆变器通过同一个所述并网开关与所述交流电网连接，或者，所述同步调相机与第一个所述并网开关连接并能够经所述并网开关与交流电网连接，所述并网逆变器与第二个所述并网开关连接并能够经所述并网开关与交流电网连接。

10.一种并网发电系统的控制系统，其特征在于，所述并网发电系统包括：系统控制器、第一发电子系统、第二发电子系统、并网开关和检测装置；所述第一发电子系统包括依次连接的储能飞轮阵列、电机逆变器、同步电动机-同步调相机系统，所述第二发电子系统包括依次连接的储能飞轮阵列和并网逆变器；所述储能飞轮阵列用于与发电单元连接并从所述发电单元取电，所述同步电动机-同步调相机系统包括依次连接的同步电动机和同步调相机，所述电机逆变器分别与所述储能飞轮阵列和所述同步电动机连接，所述并网逆变器与所述储能飞轮阵列连接；在所述同步电动机与所述同步调相机处于连接状态，所述同步电动机能够带动所述同步调相机同步转动发电；所述同步调相机与所述并网开关连接并能够经所述并网开关与交流电网连接，所述并网逆变器与所述并网开关连接并能够经所述并网开关与交流电网连接，所述检测装置用于检测所述交流电网的电网瞬时频率；所述系统控制器包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器适于执行所述计算机程序时以实现如权利要求1至9任一项所述并网发电系统的控制方法的步骤。

11.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，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9任一项所述并网发电系统的控制方法的步骤。

12.一种并网发电系统的系统控制器，包括存储器、处理器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至9任一项所述并网发电系统的控制方法的步骤。