[发明专利]适用于高比例新能源微电网的源-荷协同辅助调频方法

说明书

本发明涉及一种适用于高比例新能源微电网的源‑荷协同辅助调频方法，包括以下步骤：1)对于包含双馈异步风机、柴油机和可控负荷的高比例新能源微电网，确定参与微电网调频各微源的频率控制方式；2)建立高比例新能源微电网中源‑荷协同参与微电网调频控制仿真模型，并设定参与调频的策略；3)根据仿真模型分别计算多时间尺度下源‑荷参与调频的经济效益，包括柴油机调频效益B_G、风机虚拟惯量调频效益B_wind以及可控负荷调频效益B_load，并在使得调频经济效益S_max在最优的情况下分配调频容量。与现有技术相比，本发明具有能充分调动微电网中源荷参与辅助调频的积极性，有效降低高比例新能源微电网的调频压力等优点。

技术领域

本发明涉及电力系统频率控制技术领域，尤其是涉及一种适用于高比例新能 源微电网计及经济效益最优的源-荷协同辅助调频方法。

背景技术

随着新能源接入比例不断提高，大规模不具备调频能力的新能源逐步并入电 网，风电逐渐取代传统发电机组，这将使得系统惯量不断降低以及系统调频负担不 断加重，从而影响系统的频率稳定，给电力系统的稳定运行带来困扰，单纯依赖常 规机组自动调节系统来维持新能源电力系统频率稳定运行有一定困难。双馈感应发 电机(DFIG)作为风力发电机中的主流机型，由于风机参与辅助调频需要减载运 行，会造成自身发电的经济损失，因此要根据风机提供的调频容量给予其相应的补 偿，将其纳入调频辅助服务中，激发风电参与调频的积极性。

除风光等新能源之外，近年来国内外学者也意识到可控负荷提供辅助服务的 巨大潜力。可控负荷作为个体来控制，由于容量小，地域分散，对其直接控制的策 略，难以实现经济高效；而作为聚合体，其数量庞大，容量充足，功率波动稳定， 响应速度快。如何对其进行合理的控制，使其能够经济高效的参与系统调节，对于 系统的稳定运行和促进源－荷的良性互动有着重要的意义。

国内外关于风机参与电网调频的控制方法主要有三类：通过释放转子动能的 虚拟惯量控制，可快速调节频率微小波动，但持续时间较短；通过风机减载留有一 定备用容量的超速控制和桨距角控制，虽响应速度较慢，但可长时间参与调频；多 种控制方式组合可以适应多种不同的运行模式。需求侧参与电网调频通常针对供电 要求不高的可控负荷，如电热水器、电冰箱、空调等温控类负荷，可提高电网频率 稳定。

目前现有的辅助调频方法中，有的方法只考虑了传统机组与需求侧协同调频， 没有考虑风机的调频能力，不适用于高比例新能源情况下的微电网；有的方法只考 虑了系统的调频效果，缺少对电源侧和需求侧调频效益的综合考虑，没有计及系统 调频的经济效益最优。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于高比 例新能源微电网的源-荷协同辅助调频方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种适用于高比例新能源微电网的源-荷协同辅助调频方法，包括以下步骤：

1)对于包含双馈异步风机、柴油机和可控负荷的高比例新能源微电网，确定 参与微电网调频各微源的频率控制方式；

2)建立高比例新能源微电网中源-荷协同参与微电网调频控制仿真模型，并设 定参与调频的策略；

3)根据仿真模型分别计算多时间尺度下源-荷参与调频的经济效益，包括柴油 机调频效益B_G、风机虚拟惯量调频效益B_wind以及可控负荷调频效益B_load，并在使 得调频经济效益S_max在最优的情况下分配调频容量。

所述的步骤1)中，参与微电网调频各微源的频率控制方式如下：

双馈异步风机采用虚拟惯量控制和超速控制参与系统调频；

可控负荷通过温控类负荷温度的上下波动参与系统频率控制。