[发明专利]一种提高低压微电网频率瞬时稳定性的调控方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低压微电网频率的调控方法,尤其是涉及一种适用于低压微电网孤岛运行方式下提高低压微电网频率瞬时稳定性的调控方法。

背景技术

近年来随着分布式电源(Distributed Generation，DG)的发展，在能源耗费与环境问题日益严峻的情况下，含DG的低压微电网受到越来越多的关注。如何在含大量DG的情况下实现高效、稳定的频率控制成为未来低压微电网研究的重要方向之一。DG在微网中的大规模渗透，使得传统电力系统的调频控制策略难以适应低压微电网受到扰动后的频率调节。现有技术中，针对孤岛运行状态下的低压微电网一般是通过P/f下垂控制方法实现频率调节，该方法模拟了传统电力系统中的一次调频特性且能实现并列运行的电源在无需通信环境下的功率分配。对同步发电机而言，同步发电机的下垂特性和大转动惯量特性有利于发电机机组的稳定运行。由于转子具有惯性，功率缺额时同步发电机通过调节转子转速并在调速器的作用下达到新的平衡。不同于传统电力系统，低压微电网大部分DG都是电力电子逆变型接口，缺少传统电网中同步发电机旋转特性，惯性较差。低压微电网受到扰动后频率快速瞬时变化会影响低压微电网的稳定性，因此如果将含有储能单元的低压微电网等效成同步发电机模型就可以适当增大低压微电网的惯性，降低低压微电网与传统电力系统的差异。

然而配电网运行时国标中规定的频率变化范围较小，从而限制了频率下垂增益函数的范围，导致负载变化时频率振荡，给低压微电网稳定运行造成隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种提高低压微电网频率瞬时稳定性的调控方法，使其在受到状态转换和负荷突变扰动等冲击时，能有效减小因频率瞬时变化对低压微电网的影响。

解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种提高低压微电网频率瞬时稳定性的调控方法，其特征是包括以下步骤：

S1，将含有储能单元的低压微电网虚拟成同步发电机(VSG)模型

设：所述的低压微电网中有n台DG，DG接口为电力电子型逆变器接口，经过开关S_k接入大电网，当开关S_k断开时低压微电网处在孤岛运行状态，P_e为电磁功率，T和T_i分别为虚拟同步发电机模型的机械转矩和电磁转矩，单位为N.m，其中T＝P/ω，J为转子的转动惯量，单位为kg.m²,ω^*为参考电角速度,ω_s为实际电角速度，D为定常阻尼系数，e为感应电动势，M_f为励磁绕组和磁场绕组之间的最大互感，i_e为励磁电流，δ为电角度，P为微电网中DG输出有功功率，Q为微电网DG输出无功功率，ω为微电网实际电角速度；

本发明在传统虚拟同步发电机数学模型的基础上，进行了改进。

在传统虚拟同步发电机(VSG)的数学模型为：

Jω_ss＝(T-T_i)-D(ω^*-ω_s)  (1)；

Ti=Peωs=32Mfieicosδ---(2);]]>

e＝ω_sM_fi_esinδ     (3)；