科技小知識：一種獨立微電網動態低頻減載控制方法

本發明涉及一種獨立微電網動態低頻減載控制方法，屬于微電網工程技術領域。本發明包括如下步驟：步驟一：微電網能量管理平臺實時采集各DG設備的電壓U、頻率f和功率P;步驟二：實時監視電壓U和頻率f，判斷是否偏離正常區域步驟三：當電壓U不正常時，完成相應動作后進入步驟一，重新采集;步驟四：當頻率f不正常時，完成相應動作后進入步驟一，重新采集。本發明可以解決獨立微電網因負荷變化造成的動態擾動，使系統能夠進入新的穩定狀態并重新穩定運行。

申請人 大工(青島)新能源材料技術研究院有限公司

發明人 辛娜 張曉峰 張可欣 卞德振 譚毅

技術領域

本發明涉及一種獨立微電網動態低頻減載控制方法，屬于微電網工程技術領域。

背景技術

頻率是電能質量最重要的指標之一。系統正常運行時，必須維持在50HZ，± 0.2HZ。系統頻率過大時，發電設備和用電設備都會受到不良影響。常規的大電網系統，負荷變化引起的頻率偏移由電力系統的頻率調整來限制。當負荷變化造成動態的擾動，獨立微電網系統因缺少大電網的支持，系統不具備進入新的穩定狀態并重新保持穩定運行的能力。

發明內容

針對現有技術存在的上述缺陷，本發明提出了一種獨立微電網動態低頻減載控制方法，其目的是解決獨立微電網系統中因負荷變化引起的頻率偏移及動態的擾動，保證系統的穩定運行。

本發明所述的獨立微電網動態低頻減載控制方法，包括如下步驟：

步驟一：微電網能量管理平臺實時采集各DG設備的電壓U、頻率f和功率P;

按照電壓U、頻率f的穩定性進行區域劃分，包括以下區域：AL區、AH區、BL區、BH區、CL區、CH區和D區;

其中：

A區代表：在額定電壓、頻率附近，電壓、頻率偏差在電能質量要求范圍內，屬波動的正常范圍;

B區代表：稍微超出額定電壓、頻率允許波動范圍，通過儲能調節，很快能回到A區域;

C區代表：嚴重超出電壓、頻率允許波動范圍，需通過切機、切負載，使系統穩定;

D區代表：超出電壓、頻率可控范圍，電網受到大的擾動;

H代表波動較高;L代表波動較小;

步驟二：實時監視電壓U和頻率f，判斷是否偏離正常區域，包括如下小步：

第一步：判斷電壓U是否偏離正常區域：若電壓U正常則進入第二步，若電壓U不正常則進入步驟三;

第二步：判斷頻率f是否偏離正常區域：若頻率f正常則進入步驟一，若頻率f不正常則進入步驟四;

步驟三：當電壓U不正常時，完成相應動作后進入步驟一，重新采集;

步驟四：當頻率f不正常時，完成相應動作后進入步驟一，重新采集。

進一步地，所述微電網能量管理平臺包括人機交流模塊、數據分析模塊、預測模塊和決策優化模塊。

進一步地，所述DG設備包括發電設備和用電設備，發電設備包括光伏系統、風電系統和燃氣發電機，用電設備包括負荷和儲能系統。

進一步地，所述步驟三中，電壓U不正常包括以下五種情況：

情況一：電壓U在BL區：增加無功出力，以彌補系統的無功缺額;

情況二：電壓U在BH區：降低無功出力，提高有功出力，適應負荷需求;

情況三：電壓U在CL區：刪減非必要符合，最大限度地保證重要負荷供電不中斷;

情況四：電壓U在CH區：制約DG，保證當前功率小于所有DG能輸出最大功率的80%;

情況五：電壓U在D區：保護、故障隔離，當故障時，應采取快速切除故障技術，切除故障，恢復系統穩定。

進一步地，所述步驟四中，頻率f不正常包括以下五種情況：

情況一：頻率f在BL區：儲能充電，當擾動>30min，制約DG;

情況二：頻率f在BH區：儲能充電，當擾動>30min，刪除非標負荷;

情況三：頻率f在CL區：制約DG，保證當前功率小于所有DG能輸出最大功率的80%;

情況四：頻率f在CH區：制約DG，保證當前功率小于所有DG能輸出最大功率的80%;

情況五：頻率f在D區：制約DG，保證當前功率小于所有DG能輸出最大功率的80%。

進一步地，電壓U和頻率f均未偏離正常區域，都位于AH區、AL區時，說明獨立微電網穩態運行時，負荷變化不大，各DG發電設備和用電設備的電壓U、頻率f和功率P持續在某一平均值附近變化或者變化很小，由微電網能量管理平臺采用穩態恒頻恒壓控制使儲能平滑DG出力。

本發明的有益效果是：采用本發明所述的獨立微電網動態低頻減載控制方法，可以解決獨立微電網因負荷變化造成的動態擾動，使系統能夠進入新的穩定狀態并重新穩定運行。

發明要點簡析：

1 .一種獨立微電網動態低頻減載控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：微電網能量管理平臺實時采集各DG設備的電壓U、頻率f和功率P;

按照電壓U、頻率f的穩定性進行區域劃分，包括以下區域：AL區、AH區、BL區、BH區、CL區、CH區和D區;

其中：

A區代表：在額定電壓、頻率附近，電壓、頻率偏差在電能質量要求范圍內，屬波動的正常范圍;

B區代表：稍微超出額定電壓、頻率允許波動范圍，通過儲能調節，很快能回到A區域;

C區代表：嚴重超出電壓、頻率允許波動范圍，需通過切機、切負載，使系統穩定;

D區代表：超出電壓、頻率可控范圍，電網受到大的擾動;

H代表波動較高;L代表波動較小;

步驟二：實時監視電壓U和頻率f，判斷是否偏離正常區域，包括如下小步：

第一步：判斷電壓U是否偏離正常區域：若電壓U正常則進入第二步，若電壓U不正常則進入步驟三;

第二步：判斷頻率f是否偏離正常區域：若頻率f正常則進入步驟一，若頻率f不正常則進入步驟四;

步驟三：當電壓U不正常時，完成相應動作后進入步驟一，重新采集;

步驟四：當頻率f不正常時，完成相應動作后進入步驟一，重新采集。

2.根據權利要求1所述的獨立微電網動態低頻減載控制方法，其特征在于，所述微電網能量管理平臺包括人機交流模塊、數據分析模塊、預測模塊和決策優化模塊。

3.根據權利要求1所述的獨立微電網動態低頻減載控制方法，其特征在于，所述DG設備包括發電設備和用電設備，發電設備包括光伏系統、風電系統和燃氣發電機，用電設備包括負荷和儲能系統。

4.根據權利要求1所述的獨立微電網動態低頻減載控制方法，其特征在于，所述步驟三中，電壓U不正常包括以下五種情況：

情況一：電壓U在BL區：增加無功出力，以彌補系統的無功缺額;

情況二：電壓U在BH區：降低無功出力，提高有功出力，適應負荷需求;

情況三：電壓U在CL區：刪減非必要符合，最大限度地保證重要負荷供電不中斷;

情況四：電壓U在CH區：制約DG，保證當前功率小于所有DG能輸出最大功率的80%;

情況五：電壓U在D區：保護、故障隔離，當故障時，應采取快速切除故障技術，切除故障，恢復系統穩定。

5.根據權利要求1或4所述的獨立微電網動態低頻減載控制方法，其特征在于，所述步驟四中，頻率f不正常包括以下五種情況：

情況一：頻率f在BL區：儲能充電，當擾動>30min，制約DG;

情況二：頻率f在BH區：儲能充電，當擾動>30min，刪除非標負荷;

情況三：頻率f在CL區：制約DG，保證當前功率小于所有DG能輸出最大功率的80%;

情況四：頻率f在CH區：制約DG，保證當前功率小于所有DG能輸出最大功率的80%;

情況五：頻率f在D區：制約DG，保證當前功率小于所有DG能輸出最大功率的80%。

6.根據權利要求5所述的獨立微電網動態低頻減載控制方法，其特征在于，電壓U和頻率f均未偏離正常區域，都位于AH區、AL區時，說明獨立微電網穩態運行時，負荷變化不大，各DG發電設備和用電設備的電壓U、頻率f和功率P持續在某一平均值附近變化或者變化很小，由微電網能量管理平臺采用穩態恒頻恒壓控制使儲能平滑DG出力。