[发明专利]一种可自动实现频率控制的微电网系统的监控方法

说明书

所属技术领域

本发明涉一种可自动实现频率控制的微电网系统的监控方法。

背景技术

微电网(Micro-Grid)也译为微网，是一种新型网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元，能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。

以风电和光伏发电为主的微电网作为超高压、远距离、大电网供电模式的补充，代表着电力系统新的发展方向。风电机组的原动力为风能，风能由于风的间歇性和随机波动性使得风电机组的发出的功率是间歇和波动的，这些波动性的风能接入系统会给电力系统带来冲击。同时，由于风电机组为异步机，若不加以控制，在发出有功功率的同时，需要吸收一定的无功功率，不利用系统的电压稳定。当风电渗透率较低时，这些影响不明显，随着风电渗透率的提高，风能对电力系统的影响逐渐增大，在给电力系统带来经济效益的同时也给电网的运行造成了一定的困难。

在风电并网比重较大的电力系统中，由于风电场输出功率具有不完全可控性和预期性，会在一定程度上改变原有电力系统潮流分布、线路输送功率及整个系统的惯量，从而对电网的有功、无功功率平衡、频率及电压稳定产生了影响。当风电并网运行时，特别是独立运行的小电网，电网建设相对薄弱，电网有功功率调节能力较小，风电并网带来的电网稳定性问题更加明显。为了减少这种冲击，可以在风电机组和光伏电站联合发电的系统中配置大规模储能系统联合运行。

储能技术对微电网的实现有重要作用，其应用在很大程度上解决新能源发电的波动性和随机性问题，有效提高间歇性微源的可预测性、确定性和经济性。此外，储能技术在调频调压和改善系统有功、无功平衡水平，提高微电网稳定运行能力方面的作用也获得了广泛研究和证明。在风电渗透率较高的电力系统中，电力系统出现频率及电压变化时，要求风储集群对电力系统稳定性和电能质量的实时性较强，必须根据电力系统的实时状态，充分考虑到风储集群的调节能力，才能保证电力系统的可靠与经济运行。

发明内容

本发明提供一种可自动实现频率控制的微电网系统的监控方法，该微电网系统的监控方法可预测微电网中的发电设备的发电功率和微电网中的负载变化，可追踪大电网频率、电压信息，实时获取大电网调度指令，实时检测的蓄电池模块电池容量，能制定和实施最适宜的控制策略，保障微电网在并网时按照大电网的需求参与大电网的频率调节和电压调节，并尽量提升储能系统的安全性和使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供一种可自动实现频率控制的微电网系统的监控方法，该方法包括如下步骤包括：

S1.风力发电设备和光伏发电设备监控模块实时获取风力发电设备和光伏发电设备的运行数据，并存储数据；根据风力发电设备和光伏发电设备的运行数据，对未来预定时刻内的风力发电设备和光伏发电设备的输出功率进行预测；

S2.采集大电网频率、电压信息，同时根据大电网调度指令和未来预定时刻内的风力发电设备和光伏发电设备的输出功率，形成微电网系统调频、调压备用容量需求；

S3.实时检测获取蓄电池模块的SOC，实时获取微电网内负载功率需求情况；

S4.根据大电网实时的频率偏差及其变化率信息，确定大电网目前的调频需求；根据大电网实时的电压偏差及其变化率信息，确定大电网目前的调压需求；

S5.将大电网的调频需求和调压需求、当前蓄电池储能的SOC、当前为电网内负载功率需求、未来风力发电设备和光伏发电设备输出功率作为约束条件，实现微电网的优化运行。

优选的，光伏发电设备包括光伏组件，所述在步骤S1中，采用如下方式预测光伏发电设备的输出功率：

S21.建立光伏组件的出力模型：P_pv(t)＝η_invη_pv(t)G(t)S_pv   (1)

式中S_pv为光伏面板接收太阳光照辐射的面积(m²)，G(t)光照辐射数值(W/m²)，η_pv(t)为光伏组件能量转换效率，η_inv为逆变器转换效率；

其中，光伏组件的能量转换效率与环境的温度有关，环境温度对光伏组件能量转换效率的影响为：