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

摘要

本发明公开了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，包括步骤：10）当进行并离网模式切换或发生功率缺失故障时，集中控制器采集运行信息，测算频率变化率平均值；20）对总有功功率缺额进行预测算；30）在一次调频中，集中控制器分配增发指令到储能元件中，储能元件提供一次调频支撑；40）在二次调频中，集中控制器分配功率控制参考指令到本地控制器中；50）集中控制器分配功率控制参考指令到分布式电源的本地控制器，电源增发，实现多源协同增发；当微电网中可用功率无法弥补功率缺额时，微电网进行负荷减载，完成多级负荷优化减载。该控制方法实现微电网协同控制，有效提高频率控制能力，提高了微电网的频率稳定性。

主权项

1.一种基于功率缺额预测及分配的微电网协同频率控制方法，其特征在于，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，$\mathrm{ROCOF}=\underset{k}{\Sigma }\frac{{\mathrm{df}}_k}{{\mathrm{dt}}_k}/k$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，$\mathrm{\Delta P}=\frac{2H}{f_n}\mathrm{ROCOF}$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；步骤40）在微电网二次调频过程中，微电网集中控制器根据步骤20）预测得到的总有功功率缺额ΔP，利用式（3）分配功率控制参考指令到动作时间为秒级的本地控制器中，$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta P}}_i^{\mathrm{DG}}=\frac{{\xi }_i^C{K}_i^{\mathrm{DG}}\mathrm{\Delta P}}{\underset{i}{\Sigma }{\xi }_i^C{K}_i^{\mathrm{DG}}+\underset{j}{\Sigma }{\xi }_j^C{K}_j^L}\\ {\mathrm{\Delta P}}_j^L=\frac{{\xi }_j^C{K}_j^L\mathrm{\Delta P}}{\underset{i}{\Sigma }{\xi }_i^C{K}_i^{\mathrm{DG}}+\underset{j}{\Sigma }{\xi }_j^C{K}_j^L}\end{array}\right.$式(3)其中，i代表第i个分布式电源,i=1,…，m；m是大于等于1的整数，j代表第j个负荷，j=1,…，q；q是大于等于1的整数；为第i个分布式电源增发的功率，为第j个负荷的减载量；是分布式电源的参与因子，令当η>5％时，当η≤5％时，其中，η为可用功率百分比，为第i个分布式电源的可用容量，为第i个分布式电源的总容量；是负荷的参与因子，其初始值为0，当负荷参与微电网的低频减载时，根据负荷分级取值为0.5或1；为分布式电源的容量限定参数,当分布式电源达到容量限制时，值为0，否则值为1；为负荷的容量限定参数，当负荷达到容量限制时，值为0，否则值为1；步骤50）微电网集中控制器根据式（3）得到的分配相应的功率控制参考指令到分布式电源的本地控制器，各分布式电源根据功率参考指令进行增发，实现各分布式电源的多源协同增发；当微电网中分布式电源的可用功率无法弥补功率缺额时，或微电网频率下降至低频减载阀值时，微电网根据式（3）得到的进行负荷减载，完成多级负荷优化减载，实现微电网中各分布式电源的多源增发与多级负荷优化减载的协同频率控制。