[发明专利]一种适用于新能源微电网的快速功率控制方法和装置

说明书

本发明公开了一种适用于新能源微电网的快速功率控制方法和装置，该算法特别适用于新能源微电网(以下简称：场站)一次调频等需要快速功率控制的场合。当场站目标功率变化时，采用前馈‑PID反馈控制进行场站有功功率控制，同时具备快速与准确性。执行控制过程中，通过一个双曲正切函数和一个Sigmoid函数分别对前馈控制和PID反馈控制的调节效果进行修正，以降低调节过程中的功率波动。其中双曲正切函数和Sigmoid函数与本发明中引入的临界时间参数相关，该参数具备自适应性，引入该参数可提高控制算法对微电网运行状态变化、设备更新、环境变化等情况的适应能力。

技术领域

本发明涉及一种适用于新能源微电网的快速功率控制方法和装置，属于新能源发电、微电网技术领域。

背景技术

近年来，随着电网新能源快速发展，新能源装机占装机总容量的占比逐年上升。尤其是西北地区，新能源已经成为网内第二大装机电源。新能源渗透率的不断升高挤占了具有转动惯量的常规火、电机组空间，新能源微电网快速稳定的功率调节能力也成了电网电能质量的重要组成部分。

由于新能源发电的波动性较强，且其调节速率一般较慢，调节精度和稳定性也较差。而场站对功率调节速率要求较高，尤其是一次调频等功能，要求数秒内应当将场站输出功率调节到目标值且保持输出功率的稳定。使用传统PID调节算法时，调节速率和稳定性难以兼得。为保障新能源占比逐步增高的大电网安全稳定运行，促进新能源持续健康发展，为新能源机组增加快速稳定的功率调节方法的需求十分迫切。

发明内容

目的：本发明提供了一种适用于新能源微电网的快速功率控制方法和装置，解决了现有新能源微电网功率控制方法中存在调节速率和稳定性难以兼得的问题。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种适用于新能源微电网的快速功率控制方法，包括步骤：

当获取到新的目标功率时，根据临界时间和前馈与PID反馈控制相结合的方法得到功率执行值；

对功率执行值进行分配形成功率调节指令下发给各个功率输出设备，功率输出设备按照功率调节指令将自身功率调节到指令功率，实际输出功率到并网点；

所述临界时间为：功率输出设备将功率调节到功率调节指令所需要花费的时间。

进一步的，根据临界时间和前馈与PID反馈控制相结合的方法得到功率执行值，包括：

根据临界时间T_lj生成PID前馈的参数修正函数W_F(t)和PID反馈的参数修正函数W_PID(t)，并将W_PID(t)转为离散函数W_PID(k)；

根据PID前馈的参数修正函数W_F(t)得到离散化的增量前馈功率ΔP_F(k)；

根据PID反馈的离散参数函数W_PID(k)得到离散化的增量PID功率ΔP_PID(k)；

根据离散化的增量前馈功率和离散化的增量PID功率计算功率执行值。进一步的，PID前馈的参数修正函数W_F(t)为：

其中，t为时刻，k_F为前馈量增益系数，k_f为前馈量响应系数，T_lj为临界时间。

进一步的，PID反馈的参数修正函数W_PID(t)为：

其中k_p0，k_p1，k_p2为反馈更新系数，n_const为反馈更新常数；