CN104300583B - 一种计及设备调节响应特性的微网频率控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种计及设备调节响应特性的微网频率控制方法，微网在离网运行过程中，储能蓄电池、柴油发电机、能量管理***及微网稳定控制装置测量单元同步检测***频率，并进行判断其偏差是否越限，如果***频率的偏差超过定值，蓄能电池将进行充/放电，实现微网一次调频，稳定***频率，能量管理***将同步监测储能电池的放电时间，当储能电池持续放电时间超出定值，能量管理***输出功率调节指令给柴油发电机，调整其功率输出，实现微网二次调频，当微网频率偏差持续时间超过定值时，微网稳定控制装置将启动切负荷或风机、柴油发电机逻辑，直到微网频率恢复正常。本发明充分发挥了微网内不同设备的调节能力，调节***结构简单。

Description

一种计及设备调节响应特性的微网频率控制方法
技术领域
本发明涉及微网和智能电网领域，具体涉及一种计及设备调节响应特性的微网频率控制方法。
技术背景
微网具有灵活的运行方式，既可以并网运行，也可离网运行。在离网运行模式下，由于微网的电源备用容量小，***频率极易受到波动性大的间歇式能源影响，这给微网稳定运行造成很大的困难。针对微网频率的控制问题，国内外提出了一些方法，这些方法主要是通过调整储能***的出力平抑间歇式能源功率的波动。在一定程度上，这些方法可消除短时间内因间歇式能源功率波动造成的频率偏差，但对于长期离网运行的微网，频繁的调节储能***不仅危害其寿命，同时对储能的容量也会提出很高的要求。
因此，针对微网内的设备配置，结合各类设备的调节响应特性，提出一种适合不同时间尺度调节需求的频率控制方法，对促进微网的推广应用具有重要的意义。
发明内容
本发明提供一种计及设备调节响应特性的微网频率控制方法，该方法充分利用储能电池、柴油发电机和微网稳定控制装置的调频特性，通过动作时间协调配合，***性地实现微网的频率控制。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种计及设备调节响应特性的微网频率控制方法，其特征在于，该方法为：微网在离网运行过程中，储能电池、柴油发电机、能量管理***及微网稳定控制装置测量单元同步检测***频率，并进行判断其偏差是否越限，如果***频率的偏差超过定值，储能电池将进行充/放电，实现微网一次调频，稳定***频率，在此过程中，能量管理***将同步监测储能电池的放电时间，当储能电池持续放电时间超出定值，能量管理***输出功率调节指令给柴油发电机，调整其功率输出，实现微网二次调频，当微网频率偏差持续时间超过定值时，微网稳定控制装置将启动切负荷或风机、柴油发电机逻辑，直到微网频率恢复正常。
所述储能电池采用下垂控制方式，其有功功率输出方式如下：
ΔPbat＝Kf1(f-fref)
式中，ΔPbat表示储能电池输出功率的增量；Kf1为比例系数，为负值；f为实时检测的微网频率，fref为标准频率。
所述柴油发电机有功功率输出采用下垂控制方式，其功率调整方式如下：
ΔPdis＝Kf2(f-fref)
式中，ΔPdis表示柴油发电机输出的有功功率的增量；Kf2为比例系数，为负值；f为实时检测的微网频率，fref为标准频率，
在下垂控制模式下，柴油发电机检测微网频率发生偏差时，将经过惯性环节进行一定延时后，再调整柴油发电机输出的功率，延时时间躲过储能电池的调整时间。
所述柴油发电机有功功率输出采用功率指令控制方式：
通过微网能量管理***与储能电池智能终端、柴油发电机控制器通讯以及逻辑判断后实现，在此模式下，能量管理***将检测储能电池的充/放电功率和充/放电时间，储能电池因微网功率变化进行充/放电时间大于定值时，能量管理***将输出功率调节指令至柴油发电机，功率值的大小为储能电池充/放电功率的平均值。
所述微网稳定控制装置频率控制通过微网能量管理***统一调度或独立判断实现，在统一调度模式下，微网稳定控制装置作为切机、切负荷的执行单元，接受能量管理***指令，能量管理***负责切除量的计算以及延时判断；在独立判断模式下，微网稳定控制装置将检测微网的频率，并统计频率偏差持续时间；当频率偏差持续时间大于定值时，微网稳定控制装置将启动多轮次的切机、切负荷动作逻辑，直至微网频率恢复正常。
根据上述的本发明，其具有如下的技术有益效果：
(1)兼顾了微网主从控制和对等控制两种控制方式的优点，充分发挥了微网内不同设备的调节能力；
(2)具有很强的适应能力，可适用于不同设备组成方式的微网；
(3)调节***结构简单。
附图说明
图1是本发明的频率控制流程图；
图2是储能电池的控制结构图；
图3柴油发电机的控制结构图。
具体实施方式
下面结合实例和附图对本发明进行说明。
如图1所示，一种计及设备调节响应特性的微网频率控制方法，微网在离网运行过程中，储能电池、柴油发电机、能量管理***及微网稳定控制装置测量单元同步检测***频率f，并进行判断其偏差是否越限。如果***频率的偏差超过定值，储能电池将进行充/放电，实现微网一次调频，稳定***频率。在此过程中，能量管理***将同步监测储能电池的放电时间，当储能电池持续放电时间超出定值T1，能量管理***输出功率调节指令给柴油发电机，调整其功率输出，实现微网二次调频。当微网频率偏差持续时间超过定值T2时，微网稳定控制装置将启动切负荷或风机、柴油发电机逻辑，直到微网频率恢复正常。
如图2所示，储能电池采用下垂控制方式，其有功输出方式如下：
ΔPbat＝Kf1(f-fref)
式中，ΔPbat表示储能电池输出功率的增量；Kf1为比例系数，为负值；f为实时检测的微网频率，fref为标准频率。
如图3所示，柴油发电机有功功率输出采用两种控制方式，一是下垂控制方式；二是功率指令控制方式。下垂控制时的功率调整方式如下：
ΔPdis＝Kf2(f-fref)
式中，ΔPdis表示柴油发电机输出的有功功率的增量；Kf2为比例系数，为负值；f为实时检测的微网频率，fref为标准频率。
在下垂控制模式下，柴油发电机检测微网频率发生偏差时，将经过惯性环节进行一定延时后，再调整柴油发电机输出的功率，延时时间躲过储能电池的调整时间。
功率指令控制方式是通过微网能量管理***与储能电池智能终端、柴油发电机控制器通讯以及逻辑判断后实现。在此模式下，能量管理***将检测储能电池的充/放电功率和充/放电时间，储能电池因微网功率变化进行充/放电时间大于定值时，能量管理***将输出功率调节指令至柴油发电机，功率值的大小为储能电池充/放电功率的平均值。
微网稳定控制装置频率控制通过微网能量管理***统一调度或独立判断实现。在统一调度模式下，微网稳定控制装置作为切机、切负荷的执行单元，接受能量管理***指令，能量管理***负责切除量的计算以及延时判断；在独立判断模式下，微网稳定控制装置将检测微网的频率，并统计频率偏差持续时间。当频率偏差持续时间大于定值时，微网稳定控制装置将启动多轮次的切机、切负荷动作逻辑，直至微网频率恢复正常。

Claims (4)

1.一种计及设备调节响应特性的微网频率控制方法，其特征在于，该方法为：微网在离网运行过程中，储能电池、柴油发电机、能量管理***及微网稳定控制装置测量单元同步检测***频率(f)，并进行判断其偏差是否越限，如果***频率的偏差超过定值，储能电池将进行充/放电，实现微网一次调频，稳定***频率，在此过程中，能量管理***将同步监测储能电池的放电时间，当储能电池持续放电时间超出定值(T1)，能量管理***输出功率调节指令给柴油发电机，调整其功率输出，实现微网二次调频，当微网频率偏差持续时间超过定值(T2)时，微网稳定控制装置将启动切负荷或风机、柴油发电机逻辑，直到微网频率恢复正常，
所述柴油发电机有功功率输出采用功率指令控制方式：
通过微网能量管理***与储能电池智能终端、柴油发电机控制器通讯以及逻辑判断后实现，在此模式下，能量管理***将检测储能电池的充/放电功率和充/放电时间，储能电池因微网功率变化进行充/放电时间大于定值时，能量管理***将输出功率调节指令至柴油发电机，功率值的大小为储能电池充/放电功率的平均值。
2.根据权利要求1所述的一种计及设备调节响应特性的微网频率控制方法，其特征在于，所述储能电池采用下垂控制方式，其有功功率输出方式如下：
ΔPbat＝Kf1(f-fref)
式中，ΔPbat表示储能电池输出功率的增量；Kf1为比例系数，为负值；f为实时检测的微网频率，fref为标准频率。
3.根据权利要求1所述的一种计及设备调节响应特性的微网频率控制方法，其特征在于，所述柴油发电机有功功率输出采用下垂控制方式，其功率调整方式如下：
ΔPdis＝Kf2(f-fref)
式中，ΔPdis表示柴油发电机输出的有功功率的增量；Kf2为比例系数，为负值；f为实时检测的微网频率，fref为标准频率，
在下垂控制模式下，柴油发电机检测微网频率发生偏差时，将经过惯性环节进行一定延时后，再调整柴油发电机输出的功率，延时时间躲过储能电池的调整时间。
4.根据权利要求1所述的一种计及设备调节响应特性的微网频率控制方法，其特征在于，所述微网稳定控制装置频率控制通过微网能量管理***统一调度或独立判断实现，在统一调度模式下，微网稳定控制装置作为切机、切负荷的执行单元，接受能量管理***指令，能量管理***负责切除量的计算以及延时判断；在独立判断模式下，微网稳定控制装置将检测微网的频率，并统计频率偏差持续时间；当频率偏差持续时间大于定值时，微网稳定控制装置将启动多轮次的切机、切负荷动作逻辑，直至微网频率恢复正常。
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