一種計及設備調節響應特性的微網頻率控制方法技術

本發明專利技術公開了一種計及設備調節響應特性的微網頻率控制方法，微網在離網運行過程中，儲能蓄電池、柴油發電機、能量管理系統及微網穩定控制裝置測量單元同步檢測系統頻率，并進行判斷其偏差是否越限，如果系統頻率的偏差超過定值，蓄能電池將進行充/放電，實現微網一次調頻，穩定系統頻率，能量管理系統將同步監測儲能電池的放電時間，當儲能電池持續放電時間超出定值，能量管理系統輸出功率調節指令給柴油發電機，調整其功率輸出，實現微網二次調頻，當微網頻率偏差持續時間超過定值時，微網穩定控制裝置將啟動切負荷或風機、柴油發電機邏輯，直到微網頻率恢復正常。本發明專利技術充分發揮了微網內不同設備的調節能力，調節系統結構簡單。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及微網和智能電網領域，具體涉及。 技術背景 微網具有靈活的運行方式，既可以并網運行，也可離網運行。在離網運行模式下，由于微網的電源備用容量小，系統頻率極易受到波動性大的間歇式能源影響，這給微網穩定運行造成很大的困難。針對微網頻率的控制問題，國內外提出了一些方法，這些方法主要是通過調整儲能系統的出力平抑間歇式能源功率的波動。在一定程度上，這些方法可消除短時間內因間歇式能源功率波動造成的頻率偏差，但對于長期離網運行的微網，頻繁的調節儲能系統不僅危害其壽命，同時對儲能的容量也會提出很高的要求。 因此，針對微網內的設備配置，結合各類設備的調節響應特性，提出一種適合不同時間尺度調節需求的頻率控制方法，對促進微網的推廣應用具有重要的意義。
技術實現思路
本專利技術提供，該方法充分利用儲能電池、柴油發電機和微網穩定控制裝置的調頻特性，通過動作時間協調配合，系統性地實現微網的頻率控制。 本專利技術解決技術問題所采用的技術方案是:，其特征在于，該方法為:微網在離網運行過程中，儲能蓄電池、柴油發電機、能量管理系統及微網穩定控制裝置測量單元同步檢測系統頻率，并進行判斷其偏差是否越限，如果系統頻率的偏差超過定值，蓄能電池將進行充/放電，實現微網一次調頻，穩定系統頻率，在此過程中，能量管理系統將同步監測儲能電池的放電時間，當儲能電池持續放電時間超出定值，能量管理系統輸出功率調節指令給柴油發電機，調整其功率輸出，實現微網二次調頻，當微網頻率偏差持續時間超過定值時，微網穩定控制裝置將啟動切負荷或風機、柴油發電機邏輯，直到微網頻率恢復正常。 所述儲能蓄電池采用下垂控制方式，其有功功率輸出方式如下: Δ Pbat = Kfl (f-fref) 式中，APbat表示蓄電池輸出功率的增量；Kfl為比例系數，為負值；f為實時檢測的微網頻率，fref為標準頻率。 所述柴油發電機有功功率輸出采用下垂控制方式，其功率調整方式如下: APdis = Kf2(Href) 式中，Λ Pdis表示柴油發電機輸出的有功功率的增量；Kf2為比例系數，為負值， 在下垂控制模式下，柴油發電機檢測微網頻率發生偏差時，將經過慣性環節進行一定延時后，再調整柴油發電機輸出的功率，延時時間躲過儲能電池的調整時間。 所述柴油發電機有功功率輸出采用功率指令控制方式: 通過微網能量管理系統與儲能電池智能終端、柴油發電機控制器通訊以及邏輯判斷后實現，在此模式下，能量管理系統將檢測蓄電池的充/放電功率和充/放電時間，蓄電池因微網功率變化進行充/放電時間大于定值時，能量管理系統將輸出功率調節指令至柴油發電機，功率值的大小為蓄電池充/放電功率的平均值。 所述微網穩定控制裝置頻率控制通過微網能量管理系統統一調度或獨立判斷實現，在統一調度模式下，微網穩定控制裝置作為切機、切負荷的執行單元，接受能量管理系統指令，能量管理系統負責切除量的計算以及延時判斷；在獨立判斷模式下，微網穩定控制裝置將檢測微網的頻率，并統計頻率偏差持續時間。當頻率偏差持續時間大于定值時，微網穩定控制裝置將啟動多輪次的切機、切負荷動作邏輯，直至微網頻率恢復正常。 根據上述的本專利技術，其具有如下的技術有益效果: (I)兼顧了微網主從控制和對等控制兩種控制方式的優點，充分發揮了微網內不同設備的調節能力； (2)具有很強的適應能力，可適用于不同設備組成方式的微網； (3)調節系統結構簡單。 【附圖說明】 圖1是本專利技術的頻率控制流程圖； 圖2是蓄電池的控制結構圖； 圖3柴油發電機的控制結構圖。 【具體實施方式】 下面結合實例和附圖對本專利技術進行說明。 如圖1所示，，微網在離網運行過程中，儲能蓄電池、柴油發電機、能量管理系統及微網穩定控制裝置測量單元同步檢測系統頻率f，并進行判斷其偏差是否越限。如果系統頻率的偏差超過定值，蓄能電池將進行充/放電，實現微網一次調頻，穩定系統頻率。在此過程中，能量管理系統將同步監測儲能電池的放電時間，當儲能電池持續放電時間超出定值T1，能量管理系統輸出功率調節指令給柴油發電機，調整其功率輸出，實現微網二次調頻。當微網頻率偏差持續時間超過定值T2時，微網穩定控制裝置將啟動切負荷或風機、柴油發電機邏輯，直到微網頻率恢復正常。 如圖2所示，儲能電池采用下垂控制方式，其有功輸出方式如下: Δ Pbat = Kfl (f-fref) 式中，APbat表示蓄電池輸出功率的增量；Kfl為比例系數，為負值；f為實時檢測的微網頻率，fref為標準頻率。 如圖3所示，柴油發電機有功功率輸出采用兩種控制方式，一是下垂控制方式；二是功率指令控制方式。下垂控制時的功率調整方式如下: Δ Pdis = Kf2 (f-fref) 式中，Λ Pdis表示柴油發電機輸出的有功功率的增量；Kf2為比例系數，為負值。 在下垂控制模式下，柴油發電機檢測微網頻率發生偏差時，將經過慣性環節進行一定延時后，再調整柴油發電機輸出的功率，延時時間躲過儲能電池的調整時間。 功率指令控制方式是通過微網能量管理系統與儲能電池智能終端、柴油發電機控制器通訊以及邏輯判斷后實現。在此模式下，能量管理系統將檢測蓄電池的充/放電功率和充/放電時間，蓄電池因微網功率變化進行充/放電時間大于定值時，能量管理系統將輸出功率調節指令至柴油發電機，功率值的大小為蓄電池充/放電功率的平均值。 微網穩定控制裝置頻率控制通過微網能量管理系統統一調度或獨立判斷實現。在統一調度模式下，微網穩定控制裝置作為切機、切負荷的執行單元，接受能量管理系統指令，能量管理系統負責切除量的計算以及延時判斷；在獨立判斷模式下，微網穩定控制裝置將檢測微網的頻率,并統計頻率偏差持續時間。當頻率偏差持續時間大于定值時,微網穩定控制裝置將啟動多輪次的切機、切負荷動作邏輯，直至微網頻率恢復正常。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種計及設備調節響應特性的微網頻率控制方法，其特征在于，該方法為：微網在離網運行過程中，儲能蓄電池、柴油發電機、能量管理系統及微網穩定控制裝置測量單元同步檢測系統頻率(f)，并進行判斷其偏差是否越限，如果系統頻率的偏差超過定值，蓄能電池將進行充/放電，實現微網一次調頻，穩定系統頻率，在此過程中，能量管理系統將同步監測儲能電池的放電時間，當儲能電池持續放電時間超出定值(T1)，能量管理系統輸出功率調節指令給柴油發電機，調整其功率輸出，實現微網二次調頻，當微網頻率偏差持續時間超過定值(T2)時，微網穩定控制裝置將啟動切負荷或風機、柴油發電機邏輯，直到微網頻率恢復正常。

【技術特征摘要】
1.一種計及設備調節響應特性的微網頻率控制方法，其特征在于，該方法為:微網在離網運行過程中，儲能蓄電池、柴油發電機、能量管理系統及微網穩定控制裝置測量單元同步檢測系統頻率(f)，并進行判斷其偏差是否越限，如果系統頻率的偏差超過定值，蓄能電池將進行充/放電，實現微網一次調頻，穩定系統頻率，在此過程中，能量管理系統將同步監測儲能電池的放電時間，當儲能電池持續放電時間超出定值(T1),能量管理系統輸出功率調節指令給柴油發電機，調整其功率輸出，實現微網二次調頻，當微網頻率偏差持續時間超過定值(T2)時，微網穩定控制裝置將啟動切負荷或風機、柴油發電機邏輯，直到微網頻率恢復正常。2.根據權利要求1所述的一種計及設備調節響應特性的微網頻率控制方法，其特征在于，所述儲能蓄電池采用下垂控制方式，其有功功率輸出方式如下: Δ Pbat = Kfl (f-fref) 式中，APbat表示蓄電池輸出功率的增量；Kfl為比例系數，為負值；f為實時檢測的微網頻率，fref為標準頻率。3.根據權利要求1所述的一種計及設備調節響應特性的微網頻率控制方法，其特征在于，所述柴油發電機有功功率輸出采用下垂控制方式，其功率調整方式如下: Λ Pdis = Kf2 (f-fref) 式中，Λ Pdi...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳爭榮，許愛東，陳華軍，楊航，于力，王建邦，魏文瀟，田兵，程傳玲，黃偉，
申請(專利權)人：南方電網科學研究院有限責任公司，海南電網有限責任公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44