[发明专利]混联风光微电网快速频率响应分布式协调控制方法及系统

说明书

本公开提供了一种混联风光微电网快速频率响应分布式协调控制方法及系统，获取各分布式能源的运行状态数据；利用得到的运行状态数据，根据模型预测控制算法得到总的最优功率输入；通过最大额定功率和给定时间的充电状态，在微电网中的所有分布式能源上分配总的最优功率输入；本公开显著提高了具有多个分布式变换器接口风能或太阳能光伏电源交流微电网的惯性，当负载汲取的功率突然变化时，降低了系统的频率变化。

技术领域

本公开涉及微电网频率响应控制技术领域，特别涉及一种混联风光微电网快速频率响应分布式协调控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

为了减少引起全球变暖的温室气体对环境的影响，可再生能源供电的需求正在增加。大气中二氧化碳排放总量的40％由全世界发电产生。因此，电力工业的能源需要从不可再生能源(如煤炭和天然气)转移到更可持续的能源(如太阳能，风能，水能，氢能等)。然而，利用现有技术，这种对能源形式的改变，是以较低的电能质量和较弱的电网为代价的。例如，传统电力系统中采用大型旋转式高惯量的集中发电系统，而高水平可再生能源发电系统与分布式电源(主要是静态)相关。

针对低惯量交流微电网中频率控制这一突出问题，现有的解决方案可以分为两种，即：传统的基于下垂的方法和同步电机惯性模拟。下垂方法使用电池存储控制来改善电力系统的频率响应。同步电机惯性模拟也称为虚拟同步发电机(VSG)，在负载突然变化时，它利用自适应惯性和阻尼系数，来改善微电网或电力系统的频率性能。

发明人发现，常规的基于下垂的方法，在急剧的负载变化时，频率变化率较高，这一问题可能导致电力系统不稳定。并且这些方法具有恒定的下垂系数，在动态频率过程中无法修改，导致频率在发生偏差之后，返回到额定值的过程较慢。

与传统的下垂方法相比，同步电机惯性模拟表现出了更好的性能。然而，对于微电网内分布在各个风力发电厂/太阳能光伏发电机上的多个VSG功率变换器，如何协调它们有效地提供足够的惯性以减少频率干扰，目前尚无解决方案。但是这一特性是必需的，例如，在有多个风能或太阳能光伏发电DER的微电网中，希望使每个DER的风能/太阳能光伏系统都能够对母线的频率稳定性做出贡献，从而更快地消除干扰，增强微电网系统的稳定性。

同时，同步电机惯性模拟方法有以下几个问题待解决：每个DER需要哪些存储设备和功率变换器，为了不影响设备使用寿命和效率，如何对每个DER的存储设备和功率变换器进行本地控制，应用控制算法和必要的硬件来实现控制目标时，微电网中所有相连DER的存储设备和功率变换器将如何进行协同控制。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种混联风光微电网快速频率响应分布式协调控制方法及系统，显著提高了具有多个分布式变换器接口风能或太阳能光伏电源交流微电网的惯性，当负载汲取的功率突然变化时，降低了系统的频率变化。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种混联风光微电网快速频率响应分布式协调控制方法。

一种混联风光微电网快速频率响应分布式协调控制方法，包括以下步骤：

获取各分布式能源的运行状态数据；

利用得到的运行状态数据，根据模型预测控制算法得到总的最优功率输入；

通过最大额定功率和给定时间的充电状态，在微电网中的所有分布式能源上分配总的最优功率输入。

本公开第二方面提供了一种混联风光微电网快速频率响应分布式协调控制系统。

一种混联风光微电网快速频率响应分布式协调控制系统，包括：

数据获取模块，被配置为：获取各分布式能源的运行状态数据；