[发明专利]一种基于功率缺额预测及分配的微电网协同频率控制方法

说明书

技术领域

本发明属于微电网运行控制领域，具体来说，涉及一种基于功率缺额预测及分配的微电网协同频率控制方法。

背景技术

随着地球资源的日渐衰竭以及人们对环境问题的关注，可再生能源的接入越来越受到世界各国的重视。微电网是一种在能量供应系统中增加可再生能源和分布式能源渗透率的新兴能量传输模式，其组成部分包括不同种类的分布式能源(distributed energy resources，DER，包括微型燃气轮机、风力发电机、光伏、燃料电池、储能设备等)、各种电负荷和/或热负荷的用户终端以及相关的监控、保护装置。

微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必须的控制；微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全等的要求。微电网与大电网之间通过公共连接点进行能量交换，双方互为备用，从而提供了供电的可靠性。由于微电网是规模较小的分散系统，与负荷的距离较近，可以增加本地供电的可靠性、降低网损，大大增加了能源利用效率，是一种符合未来智能电网发展要求的新型供电模式。

频率稳定对于微电网的稳定运行具有重要意义。在与大电网相连的运行模式下，微电网的频率受大电网控制，分布式电源按指定目标发出一定的有功与无功；与大电网断开进入孤岛模式时，微电网的频率需由自身控制。由于此时微电网是独立的小系统，等效转动惯量很小，少量的功率波动将引起显著的频率偏移，且各分布式电源以小规模分散接入，波动性、随机性远较传统大电网的集中接入方式明显。因此，微电网必须要有一套有效的控制系统，使微电网中的各微元（电源和负载）在微电网不同的运行状态下有序运行，各得其所，始终把频率维持在可接受的范围内。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于功率缺额预测及分配的微电网协同频率控制方法，该控制方法能够实现微电网中各种储能、分布式电源及负荷的协同控制，且能有效提高微电网的频率控制能力，使频率快速恢复到额定值，从而提高微电网的频率稳定性。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采取的一种基于功率缺额预测及分配的微电网协同频率控制方法，该控制方法包括下述步骤：

步骤10）当微电网进行并离网模式切换或发生功率缺失故障时，微电网集中控制器对微电网频率变化率进行实时跟踪，并采集本地控制器中的微电网运行信息，微电网运行信息包含微电网的电压、电流、功率、频率变化、等效转动惯量和额定频率，利用式（1）对微电网的频率变化率的平均值ROCOF进行测算，

ROCOF=Σkdfkdtk/k]]>式(1)

式（1）中，t_k为第k段时间，f_k为第k段时间的频率变化，k为实时跟踪的时间段，每个时间段的持续时长相等，k=1,2,…，n；n为大于等于3的整数，ROCOF为k个时间段实时跟踪的频率变化率的平均值；

步骤20）根据步骤10）测算得出的频率变化率的平均值，利用式（2）对微电网的总有功功率缺额进行预测算，

ΔP=2HfnROCOF]]>式(2)

在式（2）中，H是微电网的等效转动惯量，单位：秒，f_n是微电网的额定频率，单位：赫兹，ΔP是模式切换或发生功率缺失故障时，微电网总有功功率缺额，单位：瓦；

步骤30）在微电网一次调频过程中，微电网集中控制器分配增发指令到动作时间为毫秒级的储能元件中，在毫秒级的时间内，指定增发的储能元件释放储存在其中的能量，为微电网提供一次调频支撑，缓解微电网频率下降速度，提升微电网频率最低值；