[发明专利]适用于高渗透率可再生能源微电网的风柴荷协调调频方法

说明书

本发明涉及一种适用于高渗透率可再生能源微电网的风柴荷协调调频方法，包括以下步骤：1)建立含双馈异步风机、柴油机和可控负荷的微电网模型；2)获取含高渗透率风电微电网下各调频微源的协调调频特性；3)根据微电网模型和协调调频特性，获得适用于高渗透率可再生能源微电网的风柴荷协调调频方式，即：双馈异步风机和柴油机优先参与调频，可控负荷只有在负荷突变量大于风柴备用容量时参与调频，通过协调风机、柴油机及可控负荷的调频参数实现协调调频。与现有技术相比，本发明具有既充分利用风柴调频能力、又减少可控负荷调频压力、保证需求侧供电的可靠性等优点。

技术领域

本发明涉及电力系统频率控制技术领域，尤其是涉及一种适用于高渗透率可再生能源微电网的风柴荷协调调频方法。

背景技术

随着风电发展水平的不断提高，微电网中可再生能源渗透率不断增加，对微电网调频问题的影响也越来越明显。双馈感应发电机(DFIG)作为风力发电机中的主流机型，由于其将有功无功解耦控制的特点，导致系统频率与转子转速解耦，风机无法响应系统频率变化。需求侧可控负荷过度参与调频则会影响微电网供电可靠性。因此，急需合理协调常规能源、可再生能源及需求侧共同参与微电网调频。

国内外关于风机参与电网调频的控制方法主要有三类：通过释放转子动能的虚拟惯量控制，可快速调节频率微小波动，但持续时间较短；通过风机减载留有一定备用容量的超速控制和桨距角控制，虽响应速度较慢，但可长时间参与调频；多种控制方式组合可以适应多种不同的运行模式。需求侧参与电网调频通常针对供电要求不高的可控负荷，如电热水器、电冰箱、空调等温控类负荷及电动汽车等充电类负荷，可提高电网频率稳定。上述方法虽提高了系统的频率稳定性，但未针对含有高渗透率可再生能源的微电网系统，且增加了负荷的调频压力。

高渗透率可再生能源对电力系统调频控制的影响不容忽视，高比例风电接入后对独立系统的惯性及一次调频影响较大，存在较大概率使得最大频率偏差和静态频率偏差超出安全允许范围。微电网作为电力系统的重要组成部分，特别是可再生能源渗透率不断提高，更需要协调各调频微源与可控负荷之间的调频需求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于高渗透率可再生能源微电网的风柴荷协调调频方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种适用于高渗透率可再生能源微电网的风柴荷协调调频方法，用以实现风机、柴油机及可控负荷的协调调频，包括以下步骤：

1)建立含双馈异步风机、柴油机和可控负荷的微电网模型；

2)获取含高渗透率风电微电网下各调频微源的协调调频特性；

3)根据微电网模型和协调调频特性，获得适用于高渗透率可再生能源微电网的风柴荷协调调频方式，即：

双馈异步风机和柴油机优先参与调频，可控负荷只有在负荷突变量大于风柴备用容量时参与调频，通过协调风机、柴油机及可控负荷的调频参数实现协调调频。

所述的步骤3)中，通过协调风机、柴油机及可控负荷的调频参数实现协调调频具体为：

当电网频率发生变化时，双馈异步风机增发功率ΔP_eq，可控负荷减载功率ΔP_D来减缓频率跌落，发电机增发功率大小取决于等效发电机单位调节功率K_eq，可控负荷减载功率大小取决于可控负荷的单位调节功率K_D，通过改变K_eq和K_D的大小调整发电机和可控负荷的功率分配，达到协调调频的目的。

所述的等效发电机单位调节功率K_eq及可控负荷的单位调节功率K_D的关系式为：