[发明专利]一种风光水互补型微电网黑启动控制方法

权利要求书

1.一种风光水互补型微电网黑启动控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)读入微电网基础数据，包括微电网模型，微网开关状态，风速、太阳辐照强度数据、各小水电群水情数据，各负荷节点负荷预测数据；

(2)将满足黑启动条件的分布式电源作为黑启动电源备选机组，否则作为被启动电源备选机组；

(3)将黑启动电源备选机组按功率大小排序，依次取其中一台机组作为黑启动机组；微电网中其他分布式电源作为被启动机组，各分布式电源按照是否是黑启动电源、是否参加孤网频率控制选择控制策略和控制器参数，得到备选微电网黑启动方案；

(4)逐一对步骤(3)中得到的备选微电网黑启动方案进行仿真计算，判断备选方案的黑启动过程及孤网运行时，微电网的各节点电压和微电网频率是否满足稳定、安全限值等约束条件，满足约束条件的，作为可行的方案，并在可行方案中选择最优方案。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(2)将满足黑启动条件的分布式电源作为黑启动电源备选机组，否则作为被启动电源备选机组；具体包括：

(2-1)水轮机组作为黑启动电源备选机组满足的黑启动条件是：厂用电系统工作正常；具备正常备用条件；机组各部轴承油位、油质合格；调速器压油装置油压、油位在正常范围；机组出口开关直流控制电源正常；机组对应高压厂用变压器以及负荷开关正常；机组及公用部分控制正常、信号直流电源正常；机组无影响启动的缺陷；

(2-2)蓄能装置/光伏电站作为黑启动电源备选机组满足的黑启动条件是：

蓄能装置/光伏电站并网的逆变器具备孤岛运行模式，防孤岛检测功能退出，电站整体满足规程投运开机条件；

(2-3)风电机组作为黑启动电源备选机组满足的黑启动条件是：

风电场应急电源能满足风机辅机系统供电要求；电源相序正确，三相电压平衡；调向系统处于正常状态，风速仪和风向标处于正常运行的状态；制动和控制系统的液压装置的油压和油位在规定范围内；齿轮箱油位和油温在正常范围内；各项保护装置均在正确投入位置，且保护定值均与批准设定的值相符；控制电源处于接通位置；控制计算机显示处于正常运行状态；手动启动前叶轮上无结冰现象；在寒冷和潮湿地区，长期停用和新投运的风电机组在投入运行前绝缘合格；经维修的风电机组在启动前，所有为检修而设立的各种安全措施已拆除。

(2-4)黑启动电源选取

a)具有储能单元：微网系统黑启动电源首选无间歇性问题的蓄能装置，这些微源还具有全天候启动能力，不受天气等外界因素影响。

b)具有调压调频能力：黑启动电源在具有电压源输出特性的同时，还具有调压和调频功能，能够保证配电变压器激磁损耗和微网系统交流母线空载损耗，并能够承受其他非黑启动电源启动时的短时功率冲击。

c)具有足够备用容量：黑启动电源自身发电容量足够给区域内其它无黑启动能力电源提供启动电源，恢复其它发电机，并可以给关键负荷供电。

(2-5)非黑启动电源启动顺序

各微源在空载状态下逐个启动并入微网中，以避免两个孤立微网的并网操作；为减小微网黑启动过程中的电压和频率波动，非黑启动电源的启动顺序为：微网系统空载时先启动有调压调频能力的电压源型微源，再逐步启动无调频调压能力的电流源型微源。

3.如权利要求1所述步骤(3)中控制策略具体包括：

(3-1)并网逆变器控制方式

风电、光伏及蓄能装置是通过并网逆变器并入交流同步电网的，逆变器控制模式为三类：

1)逆变器PQ控制模式，用于双馈风机，光伏并网状态下，此时逆变器的功率输出跟随风力/光照情况，以达到有功输出最大目的；

2)逆变器V/f控制模式，此时微源作为孤网中的调频/调压电源，维持孤网的电压/频率稳定；

3)逆变器带下垂特性的Pf/VQ控制模式，此时微源可具有常规电源的调节特性，有功输出随频率变化，无功输出随电压幅值变化，具有很好的正调节特性，非常有利于孤网情况下各微电源之间的功率分配，且无需通讯。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(4)微电网的各节点电压和微电网频率满足电网频率、电压稳定条件，具体包括：

(4-1)电压稳定要求

在孤网运行时，投入励磁系统AVR的自动电压控制功能，使发电机的励磁电流随系统无功电流的变化而调节，从而保持发电机端电压的相对稳定；

(4-2)微电网孤网运行频率稳定要求

运行在大电网中的非调频机组，采用二次调频方式，即改变功率给定值P后，通过调速器的调节特性以达到维持系统频率稳定的目的；发电机运行在孤网时，采用恒定频率控制方式，即采用一次调频方式；在孤网运行时对整个孤网的潮流、稳定性等进行分析计算，制定完善的孤网运行预案，实施统一调度，各个节点通力协作，实现孤网的稳定运行；运行孤网内的机组，其调速、励磁、控制、保护系统均符合孤网运行的要求。