[发明专利]一种燃气内燃机与光储协同的频率控制方法及系统

说明书

本发明涉及微电网功率协同控制技术领域，提供了一种燃气内燃机与光储协同的频率控制方法及系统，包括：当负荷端发生功率波动时，通过功率延时环节来计算出负荷端的有功功率变化量；将基于负荷端的有功功率变化量计算得到的光储系统承担的有功功率，作为逆变器功率控制中的有功功率参考值，进行逆变器的控制，以使负荷端发生功率波动所带来的有功功率变化量由光储系统瞬时承担，并将光储系统瞬时承担的有功功率变化量在时间常数内转移至燃气内燃机组承担。解决了燃气内燃机单独响应负荷端功率波动时带来的频率大幅上升或跌落的问题，以保证微电网频率的稳定。

技术领域

本发明属于微电网功率协同控制技术领域，尤其涉及一种燃气内燃机与光储协同的频率控制方法及系统。

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。

生物质能包括环保的瓦斯气，秸秆气，沼气等可再生能源燃料，在以生物质能作为供电燃料时，燃气内燃机可以提高生物质发电的能源转换效率。为了充分利用新能源，通常将生物质燃气内燃发电机与光储电源等组成一个生物质微电网供电系统，为负荷提供电能。

当生物质微电网孤岛运行时，燃气内燃同步发电机将作为生物质微电网中的主电源来保证微电网电压和频率的稳定。由于生物质能相比天然气等燃料在单位体积内燃烧的热值低，且由于燃气内燃机自身的结构特点，导致生物质燃气内燃机的负荷跟踪能力较差，其瞬时功率响应速度较慢。当生物质微电网负荷端发生较大的功率波动时，微电网系统频率将会发生较大的跌落或上升，超出电力系统规定的频率标准，此时仅靠燃气内燃机组已无法保证微电网系统频率的稳定。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种燃气内燃机与光储协同的频率控制方法及系统，通过协同调节在微电网发生负荷波动时燃气内燃机与光储系统的输出功率，解决了燃气内燃机单独响应负荷端功率波动时带来的频率大幅上升或跌落的问题，以保证微电网频率的稳定。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种燃气内燃机与光储协同的频率控制方法，其包括：

当负荷端发生功率波动时，通过功率延时环节来计算出负荷端的有功功率变化量；

将基于负荷端的有功功率变化量计算得到的光储系统承担的有功功率，作为逆变器功率控制中的有功功率参考值，进行逆变器的控制，以使负荷端发生功率波动所带来的有功功率变化量由光储系统瞬时承担，并将光储系统瞬时承担的有功功率变化量在时间常数内转移至燃气内燃机组承担。

进一步地，所述负荷端的有功功率变化量的计算方法为：

获取负荷端的三相电压和电流，并分别经派克变换，得到派克变换后的负荷端的电压分量和电流分量；

基于派克变换后的电压电流分量，计算得到负荷端的瞬时有功功率；

负荷端的有功功率经延时环节控制后，得到负荷端的有功功率变化量。

进一步地，所述光储系统承担的有功功率为负荷端的有功功率变化量与光储系统固有的充放电功率的和。

进一步地，所述进行逆变器的控制的具体步骤为：

获取逆变器输出端的三相电压和三相电流，并分别经派克变换，得到派克变换后的逆变器输出端的电压分量和电流分量；

基于所述逆变器功率调节中的有功功率参考值和所述派克变换后的逆变器输出端的电压分量，计算得到内环电流参考量；

将所述内环电流参考量与所述派克变换后的逆变器输出端的电流分量作差，将两者的差值依次经过比例积分控制器和Park反变换，得到控制逆变器功率输出的脉冲宽度调制信号，将所得到的脉冲宽度调制信号用来控制逆变器晶闸管的开断，以控制逆变器端的输出电流。