[发明专利]基于不同时间尺度的独立微电网分层协调控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电网运行控制技术，更具体地说，涉及一种基于不同时间尺度的独立微电网分层协调控制方法。

背景技术

独立微电网是指与外部大电网隔离、独立自主运行的小型电力系统，它主要有两种不同形式：不与外部大电网相连接的孤岛式微电网和因某种原因断开与大电网的连接而转入独立运行模式的微电网。现有研究和实践表明，集成风、光等间歇性可再生能源和电池储能系统等多种混合能源的独立微电网，能够有效降低风、光等高渗透率间歇性电源的随机性和间歇性出力对系统运行带来的不良影响、提高系统的供电可靠性和电能质量、降低成本，还可以作为解决海岛等偏远地区电力需求的一种有效途径。

独立微电网系统内多种不同类型的分布式电源间的协调控制是系统运行控制的关键，国内外许多学者提出了很多种微电网运行控制技术，主要有主从控制、对等控制和基于多代理的分层控制三种基本控制模式。而目前大多数方案没有综合考虑分布式电源的不同类型、微电网系统电压和频率控制的层次性、系统负荷和间隙性能源出力的不同波动特性等因素对独立微电网稳定运行带来的影响。

经对现有技术的文献检索发现，“多时间尺度协调控制的独立微网能量管理策略”(郭思琪,袁越,张新松等.多时间尺度协调控制的独立微网能量管理策略[J].电工技术学报,2014,29(2):122-129.)虽然引用了多时间尺度这一概念，但仅考虑到日前和日内调度，没有细分至毫秒级。“Control of parallel inverters in distributed AC power systems with consideration of line impedance effect”(Tuladhar A,Jin H.,Unger T.,et.a1.Control of parallel inverters in distributed AC power systems with consideration of line impedance effect[J].IEEE Transact ions on Industry Applications,2000,36(1):131-138.)一文提出基于用P-f和Q-V下垂控制方法的多微电源逆变器并联控制来提高负荷功率分配的精确性，但独立微电网系统电能质量仍受到系统中各微电源的不同功率等级、线路阻抗和逆变器设计参数等因素的影响。申请号为201310625717.0的中国发明专利申请提出一种基于曲线控制的独立微电网协调控制方法，保证蓄电池可长时间正常工作，延长发电机使用寿命，但没有提高微电网系统电能质量。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种基于不同时间尺度的独立微电网分层协调控制方法，充分利用蓄电池储能的瞬时响应性与柴油发电机的无差控制等优点，分区域从毫秒级到秒级进行控制，提高了系统运行的稳定性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于不同时间尺度的独立微电网分层协调控制方法，包括如下步骤：

(1)根据独立微电网系统电压和频率的动态特性，将电压和频率的波动幅度分别划分为A、B和C三类区域，A区域表示电压和频率偏差在正常波动范围，B区域表示电压和频率偏差稍微超出正常波动范围，C区域表示电压和频率偏差严重超出正常波动范围；

(2)实时监控并采集独立微电网母线上的电压值U、频率值f和功率P，并判断U、f所在的区域；

(3)若U、f处于A区域，则蓄电池储能系统和柴油发电机组不参与调节；若U、f处于B区域，负责一级控制的蓄电池储能系统参与调节以实现系统功率平衡；若U、f处于C区域，则二级控制的柴油发电机参与调节以实现系统功率平衡；

(4)重复采集U、f和P，直到判断U、f处在A区域。

作为本发明的一种改进，B区域又进一步分为B_H区域和B_L区域，B_H区域为B区域中高电压和高频率的部分，B_L区域为B区域中低电压和低频率的部分；C区域又进一步分为C_H区域和C_L区域，C_H区域为C区域中高电压和高频率的部分，C_L区域为C区域中低电压和低频率的部分。