[發(fā)明專利]微電網(wǎng)非計劃并網(wǎng)轉(zhuǎn)孤島運行模式切換時的穩(wěn)定控制方法

有效

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• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN104242340A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣成杰;李正天;李峰;姜紅輝
• 申請（專利權(quán)）人: 南京磐能電力科技股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微電網(wǎng)非計劃并網(wǎng)轉(zhuǎn)孤島運行模式切換時的穩(wěn)定控制方法，屬于微電網(wǎng)運行控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的煤炭、石油等一次能源是不可再生的，提高能源利用效率、開發(fā)新能源、加強可再生能源的利用，就成為了解決經(jīng)濟和社會快速發(fā)展過程中日益凸顯的能源需求增長與能源緊缺、能源利用與環(huán)境保護之間矛盾的必然選擇。

目前，光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、燃料電池、微型燃氣輪機、內(nèi)燃機等分布式電源經(jīng)過長期的發(fā)展，在技術(shù)上已取得了長足的進步，我國計劃到2020年，發(fā)電機總裝機容量近10億千瓦，其中包含小水電在內(nèi)的分布式能源比重超過20％。

將分布式發(fā)電以微電網(wǎng)的形式接入大電網(wǎng)并網(wǎng)運行，是發(fā)揮分布式發(fā)電供能系統(tǒng)效能的最有效方式，微電網(wǎng)是指由分布式電源、儲能裝置、能量變換裝置、相關(guān)負荷和監(jiān)控、保護裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，既可以與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行(微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的連接開關(guān)閉合)，也可以孤島運行(微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的連接開關(guān)斷開)。

采用微電網(wǎng)技術(shù)，有助于充分利用各地豐富的清潔和可再生能源，向用戶提供“綠色電力”，是實現(xiàn)我國“節(jié)能減排”目標的重要舉措，有助于提高分布式發(fā)電的供能質(zhì)量，在一定程度上防止大面積停電，提高電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，增強電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害的能力，有助于培育自主創(chuàng)新能力，提升我國在能源技術(shù)領(lǐng)域的國際競爭力，在我國《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006－2020年)》中也明確提出要大力開展“可再生能源低成本規(guī)模化開發(fā)利用”以及“間歇式電源并網(wǎng)及輸配技術(shù)”。

微電網(wǎng)靈活的運行方式與高質(zhì)量的供電服務(wù)，離不開完善的穩(wěn)定與控制系統(tǒng)，控制問題也正是微電網(wǎng)研究中的一個難點和熱點問題。由于微電網(wǎng)有并網(wǎng)和孤島運行兩種運行模式，所以微電網(wǎng)通常運行在三種狀態(tài)：并網(wǎng)運行狀態(tài)、孤島運行狀態(tài)和在兩種運行狀態(tài)之間切換的暫態(tài)，尤其是在非計劃情況下，當微電網(wǎng)在兩種模式之間切換的暫態(tài)時，如何維持微電網(wǎng)的穩(wěn)定性，是當前分布式發(fā)電并網(wǎng)需要解決最主要的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服微電網(wǎng)并網(wǎng)和孤島運行兩種運行模式切換暫態(tài)時，如何維持微電網(wǎng)的穩(wěn)定性的問題。本發(fā)明的微電網(wǎng)非計劃并網(wǎng)轉(zhuǎn)孤島運行模式切換時的穩(wěn)定控制方法，保證微電網(wǎng)在非計劃并網(wǎng)轉(zhuǎn)孤島運行模式切換時電壓和頻率運行穩(wěn)定，便于實現(xiàn)，具有良好的應(yīng)用前景。

為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種微電網(wǎng)非計劃并網(wǎng)轉(zhuǎn)孤島運行模式切換時的穩(wěn)定控制方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟(1)，調(diào)取微電網(wǎng)發(fā)生非計劃孤島切換前1s的實測數(shù)據(jù)，包括微電網(wǎng)并網(wǎng)點有功功率P1、無功功率Q1；微電網(wǎng)內(nèi)總負荷有功功率P2、無功功率Q2；微網(wǎng)內(nèi)分布式電源的總有功功率P3、無功功率Q3；微網(wǎng)內(nèi)儲能元件的有功功率P4、無功功率Q4；微網(wǎng)孤島運行時主控電源儲能元件有功功率P5、無功功率Q5；微電網(wǎng)中柴油發(fā)電機有功功率P6、無功功率Q6；

步驟(2)，計算差額有功功率ΔP＝P1+P5，差額無功功率ΔQ＝Q1+Q5；

步驟(3)，若差額有功功率ΔP>0，則切除部分有功負荷，切除量為ΔP；若差額有功功率ΔP<0，則切除部分有功電源，切除量為|ΔP|；

步驟(4)，若差額無功功率ΔQ>0，則切除部分有功負荷，切除量為ΔQ；若差額無功功率ΔQ<0，則切除部分有功電源，切除量為|ΔQ|；

步驟(5)，斷開微電網(wǎng)并網(wǎng)點的并網(wǎng)開關(guān)PCC；

步驟(6)，將主控電源儲能元件的運行模式切換為恒電壓恒頻率模式；

步驟(7)，主控電源儲能元件在恒電壓恒頻率模式下運行3s后，采集此時微電網(wǎng)的電壓U1及頻率f1，并判斷是否滿足如公式(1)的條件，

k₁U_N<U1<k₂U_N

f_N-k₃<f1<f_N+k₄??????????(1)