[发明专利]风储交流微电网自动功率平衡控制方法及系统有效

专利信息
申请号: 201910637213.8 申请日: 2019-07-15
公开(公告)号: CN110429615B 公开(公告)日: 2020-09-25
发明(设计)人: 齐军;曾庆锋;杨志国;刘昭睿;汪鹏;李宇骏;丁磊 申请(专利权)人: 内蒙古电力(集团)有限责任公司电力调度控制分公司;内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司;西安交通大学;山东大学
主分类号: H02J3/24 分类号: H02J3/24;H02J3/32;H02J3/48;H02J3/38
代理公司: 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 代理人: 董雪
地址: 010090 内蒙古*** 国省代码: 内蒙古;15
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摘要:
搜索关键词: 交流 电网 自动 功率 平衡 控制 方法 系统
【说明书】:

发明公开了一种风储交流微电网自动功率平衡控制方法及系统,包括:储能系统根据SoC的大小调整与之相连的交流母线的频率;风力发电系统通过测量与之相连的网侧母线上的电压频率fm调整其有功出力,实现风场从属控制;设定负荷优先级,当母线频率从额定频率f0不断降低时,按照优先级由低到高的顺序依次切除负荷;当母线频率升高时,按照优先级由高到低的顺序投入负荷;实现负荷从属控制。本发明控制方法可以自动实现交流微电网的功率平衡,同时有效避免了储能系统的过度充电与放电。

技术领域

本发明风储交流微电网功率平衡技术领域,尤其涉及一种风储交流微电网自动功率平衡控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。

风储交流微电网主要包含风力发电设备、储能系统和交流负荷,是一种小型的发配电系统。微电网有并网和离网两种运行方式,并可以在两种运行方式间无缝切换。在离网运行模式下,微电网需要平衡发电、储能和负荷间功率交换,使得微电网的频率维持稳定。

近年来,风力发电技术以其清洁、可再生、装机规模灵活等优势在世界范围内迅速发展。目前,中国已成为全球风电装机规模和增长速度最快的国家。风力发电技术在创造了大量经济效益和环境效益的同时,也给电网带来了承受风速随机性引入的功率波动的要求。风储交流微电网离网运行时,只有风机向微网注入功率,必须依靠储能系统(EnergyStorage System,ESS)保持微网发出功率与消纳功率的平衡。

此外,交流微网还需要储能系统建立稳定的电压和频率。对于风储交流微电网,一种简单的控制策略是仅由ESS补偿风机和负荷间的不平衡功率,但这种方法非常容易使ESS过度充电或过度放电,使ESS的使用寿命大大降低。另一种策略是在ESS过度充放电时切出系统,起到保护ESS的作用。但是,不平衡功率会引起微电网频率的改变,当频率变化超过一定范围后,发电和负荷中的电力设备将会受损。因此,需要建立发电、储能和负荷间的协同功率调控机制,确保微网频率稳定,同时保护ESS不发生过度充放电。

发明人发现,现有技术采用集中控制结构实现了功率的协同控制,在这种控制方式下,系统中所有测量单元的信息都被传入中央处理器,经处理器计算后再将指令传回各个控制器。集中控制结构下可以很容易设计算法实现协调控制。然而,受通讯传输容量及可靠性的限制,这种结构不适用于分布式元件较多的微电网。

为了提高系统的可靠性和可扩展性,需要设计自动功率控制策略。下垂控制利用频率偏差自动确定功率输出,是常用的协同控制策略。但是,传统的下垂控制方法是一种局部控制算法,忽略了ESS和风力发电设备功率调节方式的差异。

发明内容

为了解决上述问题,本发明提出一种风储交流微电网自动功率平衡控制方法及系统,可以高效利用风能,同时避免ESS发生过度充放电。

在一些实施方式中,采用如下技术方案:

一种风储交流微电网自动功率平衡控制方法,包括:

储能系统根据SoC的大小调整与之相连的交流母线的频率;

风力发电系统通过测量与之相连的网侧母线上的电压频率fm调整其有功出力,实现风场从属控制;

设定负荷优先级,当网侧母线频率从额定频率f0不断降低时,按照优先级由低到高的顺序依次切除负荷;当网侧母线频率升高时,按照优先级由高到低的顺序投入负荷;实现负荷从属控制。

在另一些实施方式中,采用如下技术方案:

一种风储交流微电网自动功率平衡控制系统,包括:

储能系统,被配置为根据SoC的大小调整与之相连的交流母线的频率;

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