[发明专利]风储交流微电网自动功率平衡控制方法及系统

说明书

本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f_m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f_m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；