[发明专利]一种微电网频率智能控制系统及其频率稳定控制算法

说明书

本发明公开了一种微电网频率智能控制系统，包括若干微电网，智能控制中心，大电网，微电网相互之间并联连接，然后接入到大电网，在微电网接入大电网的节点设有并/离切换开关，每个微电网均有独立的频率反馈传感器，频率反馈传感器、微电网和大电网均连接至智能控制中心。当大电网发生故障时，在离网模式下，微电网断开与大电网的联系，开始独立运行，此时微电网系统失去了大电网的强力支撑，其频率将会变得波动不稳定，不仅对微电网造成影响，而且容易损坏用电设备，本发明还设计了一种智能控制算法，能够实时地调节微电网的频率，并使频率保持在50Hz/60Hz附近，从而保证用电设备的安全以及提高用户端的用电安全系数。

技术领域

本发明属于智能电网领域，特别是一种微电网频率智能控制系统及其频率稳定控制算法。

技术背景

以可再生能源为主的分布式发电技术凭借其投资节省、发电方式灵活、与环境友好兼容等优点而得到了快速的发展，主要包括了太阳能光伏发电、风力发电、燃料电池发电、微型燃气轮机发电、生物质能发电和小水电等。为了协调大电网和分布式电源之间的矛盾，充分挖掘分布式发电为电网和用户带来的价值与效益，微电网的概念应运而生。

微电网是大电网的有力补充，是智能电网领域的重要组成部分，在工商业区域、城市片区及偏远地区有广泛的应用前景，与传统电网不同的是，微电网由于其自身特点使得在系统内出现有功缺额时，微电网的频率会剧烈波动，影响系统的供电可靠性及电能质量。电源类型是微电网与传统电网之间区别最大之处，微电网的频率特性是由系统中所有分布式电源共同决定的

在并网模式下，微电网系统作为一个整体接入到大电网中。由于大电网具有足够的兼容性，相对于微电网系统来说可以看作为无穷大系统，此时，微电网内部由于可再生能源出力波动或者负荷变化等引起的源荷失配情况会由大电网来消纳。这种情况下，微电网系统内各电源按照原先设定的功率参考值稳定工作，系统频率受到大电网的保证。所以微电网并网情况下时，系统频率总能保持在50Hz附近。

在离网模式下，微电网断开与大电网的联系，开始独立运行，此时微电网系统失去了大电网的强力支撑，其频率将会变得波动不稳定，不仅对微电网造成影响，而且容易损坏用电设备，那么如何设计一种有效的控制方法变得尤为重要。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有的微电网在离网模式下，在失去大电网的功能支撑后，无法进行有效控制的问题。

技术方案：本发明与现有技术相比：

一种微电网频率智能控制系统，包括若干微电网，智能控制中心，大电网，微电网相互之间并联连接，然后接入到大电网，在微电网接入大电网的节点设有并/离切换开关，每个微电网均有独立的频率反馈传感器，频率反馈传感器、微电网和大电网均连接至智能控制中心。

进一步地，大电网和微电网均连接有负载。

进一步地，所述频率反馈传感器设置于各微电网的发电机的电源输出端。

一种微电网频率智能控制系统的频率稳定控制算法，在离网状态下，各微电网之间频率不同步，采用如下步骤实现频率稳定控制：

1)获取各微电网中发电机的技术指标以及电源输出端的实时频率，并建立群体同步模型，即Kuramoto模型；

2)基于微电网间的频率异性，在步骤1)的Kuramoto模型基础上采用同步控制算法；

3)根据额定频率定义误差，得到能够实现频率稳定控制的模型。

进一步地，所述步骤1)中，建立的Kuramoto模型为：