并网发电系统的控制方法、系统、控制器及介质与流程

1.本发明涉及电网调节技术领域，尤其涉及一种并网发电系统的控制方法、系统、控制器及介质。


背景技术：

2.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。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不断减少。目前的新能源发电系统中配备飞轮储能系统，然而飞轮储能系统中的储能飞轮的存储容量有限，无法长时间大容量输出电能，在用电高峰时无法作为有效的电能补充，无法满足后端负载的用电需求。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对目前的新能源发电系统的飞轮储能系统中的储能飞轮的存储容量有限，无法长时间大容量输出电能，在用电高峰时无法作为有效的电能补充，无法满足后端负载的用电需求的技术问题，提出了一种惯量飞轮储能并网控制方法及系统。
4.第一方面，本技术提出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，其中，所述并网发电系统包括：第一发电子系统、第二发电子系统和并网开关，所述第一发电子系统包括依次连接的化学电池阵列、储能飞轮阵列、电机逆变器和同步电机对，所述第二发电子系统包括依次连接的化学电池阵列和双向变流器，所述化学电池阵列用于与发电单元连接并从所述发电单元取电，所述同步电机对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，所述双向变流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；所述方法包括：获取所述交流电网当前的负载功率；当所述负载功率低于第一预设值时，控制所述第一发电子系统的所述储能飞轮阵列进入预设功率工作状态；当所述负载功率大于所述第一预设值时，控制所述储能飞轮阵列增加功率输出，并且在所述储能飞轮阵列处于满功率工作状态且所述储能飞轮阵列不满足所述负载功率对应的功率输出需求时，控制所述第二发电子系统向所述交流电网输出电能。
5.第二方面，本技术提出了一种并网发电系统，所述并网发电系统包括：系统控制器、第一发电子系统、第二发电子系统和并网开关，所述第一发电子系统包括依次连接的化学电池阵列、储能飞轮阵列、电机逆变器和同步电机对，所述第二发电子系统包括依次连接的化学电池阵列和双向变流器，所述化学电池阵列用于与发电单元连接并从所述发电单元取电，所述同步电机对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，所述双向变流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。
6.第三方面，本技术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。
7.第四方面，本技术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。
8.实施本技术实施例，将具有如下有益效果：（1）在本技术中，通过化学电池阵列用于与发电单元连接并从所述发电单元取电，储能飞轮阵列从化学电池阵列取电，化学电池阵列具有长时间大容量的储能需求的优点，储能飞轮阵列具有能够短时输出大功率的优点，通过化学电池阵列和储能飞轮阵列的配合，同时满足了长时间大容量输出和短时输出大功率的需求；而且在所述储能飞轮阵列处于满功率工作状态且所述储能飞轮阵列不满足所述负载功率对应的功率输出需求时，也就是在交流电网处于用电高峰时，通过控制所述第二发电子系统向所述交流电网输出电能，从而实现了通过第一发电子系统采用满功率工作状态进行二次发电以向交流电网输出功率的基础上，通过第二发电子系统向交流电网输出功率实现电能补充，因此在用电高峰时能够满足后端负载的用电需求。
9.（2）通过第一发电子系统的同步电机对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。
10.（3）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；本技术通过同步电机对实现二次发电并网，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
11.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
12.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并网的流程图；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
13.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
14.为了更好的理解本技术公开的一种并网发电系统的控制方法、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、第二发电子系统和并网开关010，所述第一发电子系统包括依次连接的化学电池阵列002、储能飞轮阵列003、电机逆变器004和同步电机对005，所述第二发电子系统包括依次连接的化学电池阵列002和双向变流器008，所述化学电池阵列002用于与发电单元001连接并从所述发电单元001取电，所述同步电机对005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007连接，所述双向变流器008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007连接。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；本技术通过同步电机对实现二次发电并网，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。
15.使用所述同步电机对005进行二次发电并网，主要是模拟传统火电机组的并网模式，所述同步电机对005在能提供稳定的电网频率电能的情况下也能提供一定量的机械惯量支撑，机械惯量支撑能够主动应对交流电网的频率变化，这是化学电池阵列002直接并网所缺乏的功能，从而通过第一发电子系统的同步电机对005实现了对所述交流电网007的惯量响应，为交流电网007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。
16.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。
17.在发电单元为新能源发电的单元时，发电单元的发电功率存在波动，本技术通过采用化学电池阵列002进行存储后再按需输出，以平抑发电单元的发电功率的波动，而且化学电池阵列002具有长时间大容量的储能需求的优点，能够满足发电单元的存储需求。然而化学电池阵列002具有短时功率输出难以做到最大的缺点，为了解决该问题，在本技术中，采用化学电池阵列002向储能飞轮阵列003输送电能，通过储能飞轮阵列003驱动同步电机对进行二次发电后并入交流电网，储能飞轮阵列003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。也就是说，本技术的并网发电系统，通过化学电池阵列用于与发电单元连接并从所述发电单元取电，储能飞轮阵列从化学电池阵列取电，化学电池阵列具有长时间大容量的储能需求的优点，储能飞轮阵列具有能够短时输出大功率的优点，通过化学电池阵列和储能飞轮阵列的配合，同时实现了长时间大容量输出和短时输出大功率。
18.可选的，化学电池阵列002的数量为一个。
19.可选的，化学电池阵列002的数量为两个，两个化学电池阵列002均与发电单元001连接并从所述发电单元001取电，第一个化学电池阵列002与储能飞轮阵列003连接以向储能飞轮阵列003输送电能，第二个化学电池阵列002与双向变流器008连接以向双向变流器008输送电能。
20.化学电池阵列002中包括多个化学电池单元。当化学电池单元的剩余能量比例小于20%时，该化学电池单元进入充电状态；当化学电池单元的剩余能量比例大于95%时，该化学电池单元进入能量保持状态或者放电状态；当化学电池单元的剩余能量比例大于或等于20%，并且，小于或等于95%时，该化学电池单元可以充电也可以放电。从而能有效减少化学电池单元的过放或过充风险，同时保留一定的电能余量以应对突发状况，提高了并网发电系统的稳定性。
21.可选的，并网开关010的数量为一个。
22.可选的，并网开关010的数量为两个；第一个并网开关010的第一端与同步电机对005连接，第一个并网开关010的第二端与所述交流电网007连接；第二个并网开关010的第一端与双向变流器008连接，第二个并网开关010的第二端与所述交流电网007连接。
23.所述同步电机对005对包括：依次连接的同步电动机和同步发电机，所述同步电动机和所述同步发电机同轴刚性连接；所述同步电动机与所述电机逆变器004连接，所述同步电动机能够带动所述同步发电机同步转动发电，所述同步发电机与所述并网开关010连接并能够经所述并网开关010与交流电网007连接。
24.第一发电子系统的工作原理为：储能飞轮阵列003从化学电池阵列002取电以进行充电，储能飞轮阵列003向电机逆变器004输出电能，电机逆变器004将直流变换成交流以驱动同步电机对005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007。
25.第二发电子系统的工作原理为：化学电池阵列002的电能通过双向变流器008进行直流到交流的变换，然后进入所述交流电网007。第二发电子系统是双向的，可以向交流电网输送能量，也可以从交流电网中吸收能量。
26.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技术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技术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技术的并网发电系统的控制方法的程序文件。
27.本技术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。本技术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，此时可以控制本技术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，本技术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。
28.只是为了表达并网发电系统的控制方法所使用的环境，涉及到的发电单元001、并网开关010、化学电池阵列002、储能飞轮阵列003、电机逆变器004、、双向变流器008同步电
机对005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，本技术在此不做限定。
29.以上对并网发电系统的控制方法所使用的应用环境做了描述，下面对并网发电系统的控制方法、系统、控制器及介质进行详细的描述。
30.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，其中，所述并网发电系统包括：第一发电子系统、第二发电子系统和并网开关，所述第一发电子系统包括依次连接的化学电池阵列、储能飞轮阵列、电机逆变器和同步电机对，所述第二发电子系统包括依次连接的化学电池阵列和双向变流器，所述化学电池阵列用于与发电单元连接并从所述发电单元取电，所述同步电机对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，所述双向变流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；所述方法包括：s1：获取所述交流电网当前的负载功率；所述交流电网当前的负载功率，是所述交流电网的实时的负载的功率。
31.具体而言，可以获取检测装置检测的所述交流电网当前的负载功率，也可以获取第三方应用发送的所述交流电网当前的负载功率。
32.s2：当所述负载功率低于第一预设值时，控制所述第一发电子系统的所述储能飞轮阵列进入预设功率工作状态；具体而言，当所述负载功率低于第一预设值时，此时意味着交流电网是用电低谷，对电能的需求较低，控制所述第一发电子系统的所述储能飞轮阵列进入预设功率工作状态，从而在维持所述第一发电子系统的同步电机对以小功率运行在电网频率，在能向交流电网输出小功率电能的情况下维持同步电机对的频率，避免紧急状态发生时同步电机对需要启动时间而造成事故。
33.s3：当所述负载功率大于所述第一预设值时，控制所述储能飞轮阵列增加功率输出，并且在所述储能飞轮阵列处于满功率工作状态且所述储能飞轮阵列不满足所述负载功率对应的功率输出需求时，控制所述第二发电子系统向所述交流电网输出电能。
34.具体而言，当所述负载功率大于所述第一预设值时，此时意味着交流电网向用电高峰发展，对电能的需求较高，控制所述储能飞轮阵列增加功率输出，以增加同步电机对的发电功率，以应对交流电网对电能的需求的增加；在所述储能飞轮阵列处于满功率工作状态且所述储能飞轮阵列不满足所述负载功率对应的功率输出需求时，此时意味着进入用电高峰，已经超过了所述第一发电子系统输入交流电网的功率的极限，但是仍然不满足所述负载功率对应的功率输出需求，因此，控制所述第二发电子系统向所述交流电网输出电能，实现在所述第一发电子系统的基础上通过所述第二发电子系统扩充向交流电网输出的功率。
35.可以理解的是，在所述储能飞轮阵列处于满功率工作状态且所述储能飞轮阵列不满足所述负载功率对应的功率输出需求时，所述储能飞轮阵列不再保留能量保持状态，所述储能飞轮阵列中的储能飞轮单元全部进入充放循环状态，此时，只要符合放电要求的储能飞轮单元均会进行放电。
36.本实施例实现的技术效果为：（1）在本技术中，通过化学电池阵列用于与发电单元
连接并从所述发电单元取电，储能飞轮阵列从化学电池阵列取电，化学电池阵列具有长时间大容量的储能需求的优点，储能飞轮阵列具有能够短时输出大功率的优点，通过化学电池阵列和储能飞轮阵列的配合，同时满足了长时间大容量输出和短时输出大功率的需求；而且在所述储能飞轮阵列处于满功率工作状态且所述储能飞轮阵列不满足所述负载功率对应的功率输出需求时，也就是在交流电网处于用电高峰时，通过控制所述第二发电子系统向所述交流电网输出电能，从而实现了通过第一发电子系统采用满功率工作状态进行二次发电以向交流电网输出功率的基础上，通过第二发电子系统向交流电网输出功率实现电能补充，因此在用电高峰时能够满足后端负载的用电需求。（2）通过第一发电子系统的同步电机对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。（3）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；本技术通过同步电机对实现二次发电并网，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。
37.如图3所示，在一个实施例中，所述并网发电系统还包括：检测装置，所述检测装置用于检测所述交流电网的电网瞬时频率；具体而言，所述检测装置包括：频率检测传感器，频率检测传感器用于实时检测所述交流电网的频率，比如，实时检测所述并网开关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。频率检测传感器，是用于检测交流电网的频率的传感器。可以理解的是，将频率检测传感器检测的交流电网的频率作为电网瞬时频率。
38.所述方法还包括：s41：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。
39.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。
40.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。
41.s42：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。
42.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。
43.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。
44.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。
45.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发电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发电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。
46.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。
47.s43：当所述功率补偿值的绝对值大于所述同步电机对的预留的发电功率时，控制所述第一发电子系统和所述第二发电子系统同时工作进行一次调频；所述同步电机对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。所述同步电机对的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，第二功率是同步发电机的额定发电功率的预留值。
48.可选的，第一功率为同步电动机的额定发电功率的10%，第二功率为同步发电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。
49.具体而言，当所述功率补偿值的绝对值大于所述同步电机对的预留的发电功率时，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为进行一次调频的补充，因此，控制所述第一发电子系统和所述第二发电子系统同时工作进行一次调频。
50.s44：当所述功率补偿值小于或等于所述同步电机对的所述预留的发电功率时，控制所述第一发电子系统工作进行一次调频。
51.具体而言，当所述功率补偿值小于或等于所述同步电机对的所述预留的发电功率时，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，控制所述第一发电子系统工作进行一次调频。
52.本实施例当所述功率补偿值小于或等于所述同步电机对的所述预留的发电功率时，控制所述第一发电子系统工作进行一次调频，此时实现单独采用第一发电子系统进行一次调频，并且，当所述功率补偿值的绝对值大于所述同步电机对的预留的发电功率时，控制所述第一发电子系统和所述第二发电子系统同时工作进行一次调频，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，本技术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，提高了本技术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。
53.在一个实施例中，所述控制所述第一发电子系统和所述第二发电子系统同时工作进行一次调频的步骤，包括：s431：当所述频率偏差值为正且大于预设的正向死区频率时，控制所述储能飞轮阵列减少功率输出，并且控制所述第二发电子系统从所述交流电网吸收有功功率；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发电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，因此，控制所述储能飞轮阵列减少功率输出，并且控制所述第二发电子系统从所述交流电网吸收有功功率，通过所述第一发电子系统和所述第二发电子系统同时工作实现一次调频。
54.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功率输出；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，控制所述第二发电子系统从所述交流电网吸收有功功率。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。
55.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功率输出；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，控制所述第二发电子系统从所述交流电网吸收有功功率。从而缩短了一次调频需要的时间。
56.s432：当所述频率偏差值为负且小于预设的负向死区频率时，控制所述储能飞轮阵列增加功率输出，并且控制所述第二发电子系统输出有功功率到所述交流电网。
57.具体而言，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发电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，因此，控制所述储能飞轮阵列增加功率输出，并且控制所述第二发电子系统输出有功功率到所述交流电网，通过所述第一发电子系统和所述第二发电子系统同时工作实现一次调频。
58.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功率输出；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，控制所述第二发电子系统输出有功功率到所述交流电网。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。
59.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功率输出；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，控制所述第二发电子系统输出有功功率到所述交流电网。从而缩短了一次调频需要的时间。
60.本实施例控制所述第一发电子系统和所述第二发电子系统同时工作进行一次调
频，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，使本技术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，提高了本技术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。
61.在一个实施例中，所述检测装置还用于检测所述化学电池阵列对应的第一剩余能量数据和所述储能飞轮阵列对应的第二剩余能量数据；具体而言，所述检测装置包括：第一剩余能量检测传感器和第二剩余能量检测传感器，第一剩余能量检测传感器与所述化学电池阵列连接以获取所述化学电池阵列对应的剩余能量数据，作为第一剩余能量数据，第二剩余能量检测传感器与所述储能飞轮阵列连接以获取所述储能飞轮阵列对应的剩余能量数据，作为第二剩余能量数据。
62.第一剩余能量数据可以是百分比数据，也可以是具体的电路值。第二剩余能量数据可以是百分比数据，也可以是具体的电路值。
63.所述方法还包括：s51：获取所述发电单元的发电功率；具体而言，发电单元的检测系统检测所述发电单元的发电功率；因此，从检测系统中获取所述发电单元的发电功率。
64.s52：当所述发电功率大于第二预设值时，判断所述第一剩余能量数据是否大于预设的第一阈值；具体而言，当所述发电功率大于第二预设值时，此时意味着发电单元进入发电高峰。
65.可选的，预设的第一阈值设为95%。可以理解的是，预设的第一阈值还可以设为其它数值，在此不做限定。
66.s53：若大于，则判断所述第二剩余能量数据是否大于预设的第二阈值；具体而言，若大于，也就是所述第一剩余能量数据大于预设的第一阈值，此时意味着所述化学电池阵列的能量已达到所述化学电池阵列的最大储能要求，所述化学电池阵列需要进入能量保持或者放电状态，以避免过充。
67.可以理解的是，在所述第一剩余能量数据小于或等于预设的第一阈值时，此时意味着所述化学电池阵列的能量未达到所述化学电池阵列的最大储能要求，所述化学电池阵列可以继续充电。
68.可选的，预设的第二阈值设为98%。可以理解的是，预设的第二阈值还可以设为其它数值，在此不做限定。
69.s54：当所述第二剩余能量数据大于所述第二阈值时，向所述发电单元发送停止输电信号或者控制所述化学电池阵列向目标负载设备释放电能；具体而言，当所述第二剩余能量数据大于所述第二阈值时，此时意味着所述储能飞轮阵列的能量已达到所述储能飞轮阵列的最大储能要求，所述储能飞轮阵列不能继续充电，因此，向所述发电单元发送停止输电信号以使所述发电单元停止向所述化学电池阵列输电，或者，控制所述化学电池阵列向目标负载设备释放电能以避免所述储能飞轮阵列的过充。
70.s55：当所述第二剩余能量数据小于或等于所述第二阈值时，根据所述发电单元的发电量，控制所述化学电池阵列向所述储能飞轮阵列释放电能。
71.具体而言，当所述第二剩余能量数据小于或等于所述第二阈值时，此时意味着所述储能飞轮阵列的能量未达到所述储能飞轮阵列的最大储能要求，所述储能飞轮阵列能继续充电，因此，根据所述发电单元的发电量，控制所述化学电池阵列主动向所述储能飞轮阵列释放电能，也就是说，所述发电单元向所述化学电池阵列充电的速度等于所述化学电池阵列主动向所述储能飞轮阵列释放电能的速度，此时所述化学电池阵列相当于是以电能中转站。
72.本实施例在所述化学电池阵列的能量已达到所述化学电池阵列的最大储能要求，并且，所述储能飞轮阵列的能量已达到所述储能飞轮阵列的最大储能要求时，向所述发电单元发送停止输电信号或者控制所述化学电池阵列向目标负载设备释放电能，从而避免所述储能飞轮阵列和所述化学电池阵列的过充；在所述化学电池阵列的能量已达到所述化学电池阵列的最大储能要求，并且，所述储能飞轮阵列的能量未达到所述储能飞轮阵列的最大储能要求时，根据所述发电单元的发电量，控制所述化学电池阵列向所述储能飞轮阵列释放电能，避免了所述化学电池阵列的过充，也避免了所述发电单元发出的电能被浪费掉。
73.在一个实施例中，所述获取所述发电单元的发电功率的步骤之后，还包括：s561：当所述发电功率小于第三预设值时，对所述化学电池阵列对应的剩余能量值和所述储能飞轮阵列对应的剩余能量值进行求和，得到剩余能量总值；具体而言，当所述发电功率小于第三预设值时，此时意味着发电单元进入发电低谷，此时需要考虑避免所述第一发电子系统停机，因此，对所述化学电池阵列对应的剩余能量值和所述储能飞轮阵列对应的剩余能量值进行求和，将相加得到的数据作为剩余能量总值。
74.s562：当所述剩余能量总值小于所述并网发电系统对应的系统能量最低需求值，则控制所述第二发电子系统从所述交流电网吸电，并且控制所述第一发电子系统进入待机运转模式；可选的，所述并网发电系统对应的系统能量最低需求值，是保持所述第一发电子系统不停机所需要的最低的能量。其中，当所述剩余能量总值小于所述并网发电系统对应的系统能量最低需求值，此时意味着所述化学电池阵列和所述储能飞轮阵列中的能量不能确保所述第一发电子系统不停机，因此，控制所述第二发电子系统从所述交流电网吸电，此时，双向变流器将从所述交流电网吸收的交流电转换为直流电，并将该直流电重复化学电池阵列，以用于补充化学电池阵列的能量；控制所述第一发电子系统进入待机运转模式，从而使所述第二发电子系统保持在不停机状态。
75.可选的，所述并网发电系统对应的系统能量最低需求值，是保持所述并网发电系统不停机所需要的最低的能量。所述并网发电系统对应的系统能量是所述第一发电子系统不停机所需要的最低的能量、所述化学电池阵列的最低保护电量和所述储能飞轮阵列的的最低保护电量的总和。所述化学电池阵列的最低保护电量，是保护所述化学电池阵列中的电池需要的最低电量，在低于所述化学电池阵列的最低保护电量时，所述化学电池阵列不能向外提供电能。所述储能飞轮阵列的最低保护电量，是保护所述储能飞轮阵列中的电池需要的最低电量，在低于所述储能飞轮阵列的最低保护电量时，所述储能飞轮阵列不能向外提供电能。
76.s563：当所述剩余能量总值大于或等于所述系统能量最低需求值时，则控制所述
第一发电子系统进入低功率输出模式。
77.具体而言，当所述剩余能量总值大于或等于所述系统能量最低需求值时，此时意味着所述化学电池阵列和所述储能飞轮阵列中的能量至少能确保所述第一发电子系统不停机，因此，控制所述第一发电子系统进入低功率输出模式，以用于向交流电网输出小功率的电能。
78.本实施例当所述剩余能量总值小于所述并网发电系统对应的系统能量最低需求值，则控制所述第二发电子系统从所述交流电网吸电，并且控制所述第一发电子系统进入待机运转模式，避免了第一发电子系统停机，维持所述第一发电子系统的同步电机对以小功率运行在电网频率，在能向交流电网输出小功率电能的情况下维持同步电机对的频率，避免紧急状态发生时同步电机对需要启动时间而造成事故；当所述剩余能量总值大于或等于所述系统能量最低需求值时，则控制所述第一发电子系统进入低功率输出模式，以用于向交流电网输出小功率的电能。
79.在一个实施例中，所述获取所述发电单元的发电功率的步骤之后，还包括：s562：当所述发电功率小于第三预设值时，获取所述电网瞬时频率与预设的电网额定频率之间的所述频率偏差值；具体而言，当所述发电功率小于第三预设值时，此时意味着发电单元进入发电低谷，需要考虑交流电网的电网侧负载缓慢增加时，对交流电网的频率进行调节；因此，获取所述电网瞬时频率与预设的电网额定频率之间的所述频率偏差值。
80.s563：当所述频率偏差值为负时，获取所述电网瞬时频率对应的频率变化率；具体而言，当所述频率偏差值为负时，表明交流电网的有功功率缺额，交流电网的电网侧负载在增加，因此，获取检测时间最晚的所述电网瞬时频率对应的频率变化率。
81.s564：当所述频率变化率位于预设的缓慢增加范围时，控制所述储能飞轮阵列增加功率输出。
82.具体而言，当所述频率变化率位于预设的缓慢增加范围时，此时意味着交流电网的电网侧负载缓慢增加，需要控制所述储能飞轮阵列增加功率输出，以降低交流电网的频率。
83.可以理解是，一次调频是对交流电网的电网侧负载快速变化时调整交流电网的频率，而本技术是在交流电网的电网侧负载缓慢增加时调整交流电网的频率。
84.本实施例通过当所述频率变化率位于预设的缓慢增加范围时，控制所述储能飞轮阵列增加功率输出，以实现对交流电网的电网侧负载缓慢增加时调整交流电网的频率，提高了支持交流电网的频率稳定性的能力。
85.在一个实施例中，所述方法还包括：s61：获取系统启动指令；系统启动指令，是首次启动或重新启动并网发电系统的指令。
86.具体而言，可以是用户输入的系统启动指令，还可以是第三方应用系统发送的系统启动指令。
87.s62：响应所述系统启动指令，控制所述化学电池阵列从所述发电单元取电以实现所述化学电池阵列的储能，当所述第一剩余能量数据大于预设的第三阈值时，控制所述储能飞轮阵列从所述化学电池阵列取电以实现所述储能飞轮阵列的储能；
具体而言，在收到所述系统启动指令时，并网发电系统需要进行首次启动或者重新启动，控制所述化学电池阵列从所述发电单元取电以实现所述化学电池阵列的储能，当所述第一剩余能量数据大于预设的第三阈值时，此时所述化学电池阵列才达到并网发电系统启动时的与所述化学电池阵列对应的放电标准，因此，控制所述储能飞轮阵列从所述化学电池阵列取电以实现所述储能飞轮阵列的储能。
88.可选的，预设的第三阈值为50%。可以理解的是，预设的第三阈值还可以是其他数值，在此不做限定。
89.可以理解的是，响应所述系统启动指令，控制所述化学电池阵列从所述发电单元取电以实现所述化学电池阵列的储能，当所述第一剩余能量数据小于或等于预设的第三阈值时，控制所述化学电池阵列从所述发电单元取电以实现所述化学电池阵列的继续储能，直至所述第一剩余能量数据大于预设的第三阈值。
90.s63：当所述第二剩余能量数据大于预设的第四阈值时，控制所述并网开关闭合以实现通过所述第一发电子系统并网。
91.可选的，预设的第四阈值为50%。可以理解的是，预设的第四阈还可以是其他数值，在此不做限定。
92.具体而言，当所述第二剩余能量数据大于预设的第四阈值时，此时所述储能飞轮阵列才达到并网发电系统启动时的与所述储能飞轮阵列对应的放电标准，因此可以控制所述并网开关闭合以实现通过所述第一发电子系统并网。
93.可以理解是，当所述第二剩余能量数据小于或等于预设的第四阈值时，控制所述储能飞轮阵列从所述化学电池阵列取电以实现所述储能飞轮阵列的继续储能，直至所述第二剩余能量数据大于预设的第四阈值。
94.本实施例在并网发电系统启动时，首先向所述化学电池阵列储能，在所述化学电池阵列的所述第一剩余能量数据大于预设的第三阈值时，再从所述化学电池阵列取电以实现所述储能飞轮阵列的储能，在所述储能飞轮阵列的所述第二剩余能量数据大于预设的第四阈值时，控制所述并网开关闭合以实现通过所述第一发电子系统并网，从而避免所述并网开关闭合时所述化学电池阵列和/或所述储能飞轮阵列的剩余能量数据的瞬时跌落，避免所述化学电池阵列和/或所述储能飞轮阵列的过放电，保护了所述化学电池阵列和所述储能飞轮阵列的寿命，也避免无法维持所述同步电机对的运行而导致所述同步电机对停机；而所述同步电机对停机会导致并网发电系统与交流电网的连接点（也称为并网点）的频率波动会特别大，影响交流交流电网的稳定性。
95.在一个实施例中，所述同步电机对包括：同步电动机和同步发电机，所述同步电动机和所述同步发电机同轴刚性连接；所述同步电动机与所述电机逆变器连接，所述同步电动机能够带动所述同步发电机同步转动发电，所述同步发电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；当所述频率偏差值不等于0时，所述同步电动机和所述同步发电机实现对所述交流电网的惯量响应。
96.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、所述同步发电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，因此，当所述频率偏差值不等于0时，所述同步电动机和所述同步发电机实现对所述交流电网的惯量响应。
97.所述同步电动机的转子和所述同步发电机的转子组成转子系统，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。
98.本实施例通过所述同步电动机和所述同步发电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。
99.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电机对连接，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双向变流器连接，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。
100.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。
101.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电机对连接，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双向变流器连接，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。
102.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电机对连接，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。
103.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双向变流器连接，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。
104.可以理解的是，在本实施例中，所述同步电机对不直接与所述并网开关连接，所述双向变流器不直接与所述并网开关连接。
105.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，提高了本技术的并网发电系统并网的稳定性，而且提高了本技术的并网发电系统的适应性。
106.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、多个双向储能变流器和储能飞轮阵列控制器，所述储能飞轮单元与所述双向储能变流器一一对应，所述储能飞轮阵列控制器与各个所述双向储能变流器连接；所述化学电池阵列通过所述双向储能变流器向所述储能飞轮单元充电，所述储能飞轮单元通过所述双向储能变流器向所述电机逆变器提供电能。
107.储能飞轮单元包括：储能飞轮。
108.可选的，当储能飞轮单元中的剩余能量比例小于30%时，储能飞轮单元将进入充电状态，以维持储能飞轮单元在恒功率状态，稳定储能飞轮阵列的总功率输出；当储能飞轮单元中的剩余能量比例大于98%时，储能飞轮单元将进入能量保持状态或者放电状态，可以在短时间内放完储能飞轮单元的能量，同时避免储能飞轮单元过充降低耐久寿命；当储能飞轮单元中的剩余能量大于或等于30%，并且，小于或等于98%时，储能飞轮单元可以充电也可以放电。
109.化学电池阵列具有短时功率输出难以做到最大的缺点，为了解决该问题，在本技术中，采用化学电池阵列向储能飞轮阵列输送电能，通过储能飞轮阵列驱动同步电机对进行二次发电后并入交流电网，储能飞轮阵列具有充放电次数多，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。通过储能飞轮阵列和所述化学电池阵列的配合，同时实现长时间大容量和短时间大功率输出。
110.在一个实施例中，所述发电单元为新能源发电站。
111.新能源发电站是新能源发电的单元。
112.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；本技术通过同步电机对实现二次发电并网，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。
113.在一个实施例中，所述化学电池阵列为锂电池阵列，所述第一发电子系统和所述第二发电子系统共用同一所述锂电池阵列。
114.本实施例通过所述第一发电子系统和所述第二发电子系统共用同一所述锂电池阵列，简化了并网发电系统的控制步骤。
115.如图4所示，在一个实施例中，提供了一种并网发电系统，所述并网发电系统包括：系统控制器、第一发电子系统、第二发电子系统和并网开关010，所述第一发电子系统包括依次连接的化学电池阵列002、储能飞轮阵列003、电机逆变器004和同步电机对005，所述第二发电子系统包括依次连接的化学电池阵列002和双向变流器008，所述化学电池阵列002用于与发电单元001连接并从所述发电单元001取电，所述同步电机对005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007连接，所述双向变流器008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007连接；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。
116.所述并网发电系统还包括：检测装置（图中未示出），所述检测装置用于检测所述交流电网007的电网瞬时频率。
117.所述检测装置还用于检测所述化学电池阵列002对应的第一剩余能量数据和所述储能飞轮阵列003对应的第二剩余能量数据。
118.所述同步电机对005包括：同步电动机和同步发电机，所述同步电动机和所述同步发电机同轴刚性连接；所述同步电动机与所述电机逆变器004连接，所述同步电动机能够带动所述同步发电机同步转动发电，所述同步发电机与所述并网开关010连接并能够经所述
并网开关010与交流电网007连接。
119.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006，所述第一并网变压器006的输入端与所述同步电机对005连接，所述第一并网变压器006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007连接；和/或，所述第二发电子系统还包括第二并网变压器009，所述第二并网变压器009的输入端与所述双向变流器008连接，所述第二并网变压器009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007连接。
120.所述储能飞轮阵列003包括：多个储能飞轮单元、多个双向储能变流器和储能飞轮阵列控制器，所述储能飞轮单元与所述双向储能变流器一一对应，所述储能飞轮阵列控制器与各个所述双向储能变流器连接；所述化学电池阵列002通过所述双向储能变流器向所述储能飞轮单元充电，所述储能飞轮单元通过所述双向储能变流器向所述电机逆变器004提供电能。
121.所述发电单元001为新能源发电站。
122.所述化学电池阵列002为锂电池阵列，所述第一发电子系统和所述第二发电子系统共用同一所述锂电池阵列002。
123.本实施例实现的技术效果为：（1）在本技术中，通过化学电池阵列用于与发电单元连接并从所述发电单元取电，储能飞轮阵列从化学电池阵列取电，化学电池阵列具有长时间大容量的储能需求的优点，储能飞轮阵列具有能够短时输出大功率的优点，通过化学电池阵列和储能飞轮阵列的配合，同时满足了长时间大容量输出和短时输出大功率的需求；而且在所述储能飞轮阵列处于满功率工作状态且所述储能飞轮阵列不满足所述负载功率对应的功率输出需求时，也就是在交流电网处于用电高峰时，通过控制所述第二发电子系统向所述交流电网输出电能，从而实现了通过第一发电子系统采用满功率工作状态进行二次发电以向交流电网输出功率的基础上，通过第二发电子系统向交流电网输出功率实现电能补充，因此在用电高峰时能够满足后端负载的用电需求。（2）通过第一发电子系统的同步电机对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。（3）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；本技术通过同步电机对实现二次发电并网，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。
124.在一个实施例中，提供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。
125.本实施例实现的技术效果为：（1）在本技术中，通过化学电池阵列用于与发电单元连接并从所述发电单元取电，储能飞轮阵列从化学电池阵列取电，化学电池阵列具有长时间大容量的储能需求的优点，储能飞轮阵列具有能够短时输出大功率的优点，通过化学电池阵列和储能飞轮阵列的配合，同时满足了长时间大容量输出和短时输出大功率的需求；而且在所述储能飞轮阵列处于满功率工作状态且所述储能飞轮阵列不满足所述负载功率
对应的功率输出需求时，也就是在交流电网处于用电高峰时，通过控制所述第二发电子系统向所述交流电网输出电能，从而实现了通过第一发电子系统采用满功率工作状态进行二次发电以向交流电网输出功率的基础上，通过第二发电子系统向交流电网输出功率实现电能补充，因此在用电高峰时能够满足后端负载的用电需求。（2）通过第一发电子系统的同步电机对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。（3）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；本技术通过同步电机对实现二次发电并网，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。
126.如图5所示，在一个实施例中，提供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，其特征在于，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。
127.本实施例实现的技术效果为：（1）在本技术中，通过化学电池阵列用于与发电单元连接并从所述发电单元取电，储能飞轮阵列从化学电池阵列取电，化学电池阵列具有长时间大容量的储能需求的优点，储能飞轮阵列具有能够短时输出大功率的优点，通过化学电池阵列和储能飞轮阵列的配合，同时满足了长时间大容量输出和短时输出大功率的需求；而且在所述储能飞轮阵列处于满功率工作状态且所述储能飞轮阵列不满足所述负载功率对应的功率输出需求时，也就是在交流电网处于用电高峰时，通过控制所述第二发电子系统向所述交流电网输出电能，从而实现了通过第一发电子系统采用满功率工作状态进行二次发电以向交流电网输出功率的基础上，通过第二发电子系统向交流电网输出功率实现电能补充，因此在用电高峰时能够满足后端负载的用电需求。（2）通过第一发电子系统的同步电机对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。（3）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；本技术通过同步电机对实现二次发电并网，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。
128.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
129.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
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，其中，所述并网发电系统包括：第一发电子系统、第二发电子系统和并网开关，所述第一发电子系统包括依次连接的化学电池阵列、储能飞轮阵列、电机逆变器和同步电机对，所述第二发电子系统包括依次连接的化学电池阵列和双向变流器，所述化学电池阵列用于与发电单元连接并从所述发电单元取电，所述同步电机对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，所述双向变流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；所述方法包括：获取所述交流电网当前的负载功率；当所述负载功率低于第一预设值时，控制所述第一发电子系统的所述储能飞轮阵列进入预设功率工作状态；当所述负载功率大于所述第一预设值时，控制所述储能飞轮阵列增加功率输出，并且在所述储能飞轮阵列处于满功率工作状态且所述储能飞轮阵列不满足所述负载功率对应的功率输出需求时，控制所述第二发电子系统向所述交流电网输出电能。2.根据权利要求1所述的并网发电系统的控制方法，其特征在于，所述并网发电系统还包括：检测装置，所述检测装置用于检测所述交流电网的电网瞬时频率；所述方法还包括：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；当所述功率补偿值的绝对值大于所述同步电机对的预留的发电功率时，控制所述第一发电子系统和所述第二发电子系统同时工作进行一次调频；当所述功率补偿值小于或等于所述同步电机对的所述预留的发电功率时，控制所述第一发电子系统工作进行一次调频。3.根据权利要求2所述的并网发电系统的控制方法，其特征在于，所述控制所述第一发电子系统和所述第二发电子系统同时工作进行一次调频的步骤，包括：当所述频率偏差值为正且大于预设的正向死区频率时，控制所述储能飞轮阵列减少功率输出，并且控制所述第二发电子系统从所述交流电网吸收有功功率；当所述频率偏差值为负且小于预设的负向死区频率时，控制所述储能飞轮阵列增加功率输出，并且控制所述第二发电子系统输出有功功率到所述交流电网。4.根据权利要求2所述的并网发电系统的控制方法，其特征在于，所述检测装置还用于检测所述化学电池阵列对应的第一剩余能量数据和所述储能飞轮阵列对应的第二剩余能量数据；所述方法还包括：获取所述发电单元的发电功率；当所述发电功率大于第二预设值时，判断所述第一剩余能量数据是否大于预设的第一阈值；若大于，则判断所述第二剩余能量数据是否大于预设的第二阈值；当所述第二剩余能量数据大于所述第二阈值时，向所述发电单元发送停止输电信号或者控制所述化学电池阵列向目标负载设备释放电能；
当所述第二剩余能量数据小于或等于所述第二阈值时，根据所述发电单元的发电量，控制所述化学电池阵列向所述储能飞轮阵列释放电能。5.根据权利要求4所述的并网发电系统的控制方法，其特征在于，所述获取所述发电单元的发电功率的步骤之后，还包括：当所述发电功率小于第三预设值时，对所述化学电池阵列对应的剩余能量值和所述储能飞轮阵列对应的剩余能量值进行求和，得到剩余能量总值；当所述剩余能量总值小于所述并网发电系统对应的系统能量最低需求值，则控制所述第二发电子系统从所述交流电网吸电，并且控制所述第一发电子系统进入待机运转模式；当所述剩余能量总值大于或等于所述系统能量最低需求值时，则控制所述第一发电子系统进入低功率输出模式。6.根据权利要求4所述的并网发电系统的控制方法，其特征在于，所述获取所述发电单元的发电功率的步骤之后，还包括：当所述发电功率小于第三预设值时，获取所述电网瞬时频率与预设的电网额定频率之间的所述频率偏差值；当所述频率偏差值为负时，获取所述电网瞬时频率对应的频率变化率；当所述频率变化率位于预设的缓慢增加范围时，控制所述储能飞轮阵列增加功率输出。7.根据权利要求4所述的并网发电系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：获取系统启动指令；响应所述系统启动指令，控制所述化学电池阵列从所述发电单元取电以实现所述化学电池阵列的储能，当所述第一剩余能量数据大于预设的第三阈值时，控制所述储能飞轮阵列从所述化学电池阵列取电以实现所述储能飞轮阵列的储能；当所述第二剩余能量数据大于预设的第四阈值时，控制所述并网开关闭合以实现通过所述第一发电子系统并网。8.根据权利要求2所述的并网发电系统的控制方法，其特征在于，所述同步电机对包括：同步电动机和同步发电机，所述同步电动机和所述同步发电机同轴刚性连接；所述同步电动机与所述电机逆变器连接，所述同步电动机能够带动所述同步发电机同步转动发电，所述同步发电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；当所述频率偏差值不等于0时，所述同步电动机和所述同步发电机实现对所述交流电网的惯量响应。9.根据权利要求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电机对连接，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双向变流器连接，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。10.根据权利要求1所述的并网发电系统的控制方法，其特征在于，所述储能飞轮阵列包括：多个储能飞轮单元、多个双向储能变流器和储能飞轮阵列控制器，所述储能飞轮单元
与所述双向储能变流器一一对应，所述储能飞轮阵列控制器与各个所述双向储能变流器连接；所述化学电池阵列通过所述双向储能变流器向所述储能飞轮单元充电，所述储能飞轮单元通过所述双向储能变流器向所述电机逆变器提供电能。11.根据权利要求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站。12.根据权利要求1所述的并网发电系统的控制方法，其特征在于，所述化学电池阵列为锂电池阵列，所述第一发电子系统和所述第二发电子系统共用同一所述锂电池阵列。13.一种并网发电系统，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、第二发电子系统和并网开关，所述第一发电子系统包括依次连接的化学电池阵列、储能飞轮阵列、电机逆变器和同步电机对，所述第二发电子系统包括依次连接的化学电池阵列和双向变流器，所述化学电池阵列用于与发电单元连接并从所述发电单元取电，所述同步电机对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，所述双向变流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12任一项所述并网发电系统的控制方法的步骤。14.一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12任一项所述并网发电系统的控制方法的步骤。15.一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12任一项所述并网发电系统的控制方法的步骤。

技术总结
本申请揭示了并网发电系统的控制方法、系统、控制器及介质，其中方法应用于并网发电系统，该方法包括：当所述负载功率低于第一预设值时，控制所述第一发电子系统的所述储能飞轮阵列进入预设功率工作状态；当所述负载功率大于所述第一预设值时，控制所述储能飞轮阵列增加功率输出，并且在所述储能飞轮阵列处于满功率工作状态且所述储能飞轮阵列不满足所述负载功率对应的功率输出需求时，控制所述第二发电子系统向所述交流电网输出电能。从而通过第一发电子系统采用满功率工作状态进行二次发电以向交流电网输出功率的基础上，通过第二发电子系统向交流电网输出功率实现电能补充，因此在用电高峰时能够满足后端负载的用电需求。此在用电高峰时能够满足后端负载的用电需求。此在用电高峰时能够满足后端负载的用电需求。


技术研发人员：关东英 鄢秋亮 刘东 贺智威 白宁 杨晶
受保护的技术使用者：国电投坎德拉（北京）新能源科技有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/7/20