[發明專利]基于功率靈敏度分析的孤島微網系統頻率和電壓調節方法

有效

• 申請號: 201710927577.0
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107546755B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 蘭佳;潘鵬宇;朱曉娟;伍儀曙;盧慶樂;李智;孫晨光;阮力;陳婭;李超文;汪東;吳東兵;邵郁;胡海濤
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力公司六安供電公司;西南交通大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/12;H02J3/16
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務所(普通合伙) 51245
• 代理人: 崔建中

基于功率靈敏度分析的孤島微網系統頻率和電壓調節方法，包括：根據系統的結構及參數，得到其節點導納矩陣；采集系統的實時頻率及各個節點電壓；確定功率靈敏度，包括系統頻率對有功功率、無功功率的靈敏度和各個節點電壓對有功功率、無功功率的靈敏度；將各個節點電壓對有功功率、無功功率的靈敏度從大到小排列，分別選取前三分之一的節點，以系統頻率偏差和節點電壓偏差最小作為優化目標，采用優化算法進行優化，得到節點優化值；根據節點的優化值調整其有功功率、無功功率，從而調節系統頻率偏差和節點電壓偏差。本發明可以對孤島微網系統頻率和電壓兩個方面同時進行調節，且調節面更廣、調節方式更靈活以及調節過程更合理。

技術領域

本發明涉及微網孤島運行時頻率和電壓調節技術領域，尤其是基于功率靈敏度分析的孤島微網系統頻率和電壓調節方法。

背景技術

隨著世界經濟的飛速發展，全球化石能源消費量保持穩中有升的趨勢。然而，傳統的化石能源儲量有限、不可再生，導致全球能源供應緊張。另一方面，傳統化石能源的燃燒，不可避免地會帶來二氧化硫、氮氧化物等有毒有害氣體的排放，而大量產生的二氧化碳氣體還會進一步加劇全球氣候變暖，引起海平面持續升高。因此，大力推動可再生清潔能源的開發和利用正在逐步成為各國政府的共識之一。在此背景下，我國政府將大力發展可再生清潔能源確定為新興產業發展中的重點發展方向之一，明確對風能、太陽能以及生物質能的重點開發。隨著中國經濟的快速發展，能源需求不斷增長，構建穩定、經濟、清潔、安全的能源供應體系面臨著重大挑戰。

微電網依靠電力電子變流設備，實現了分布式清潔電源的可控接入與就地消納，使可再生清潔能源的利用大量增加，推動著資源節約、環境友好型社會的發展。通過切換并網開關，微電網能夠運行于孤島和并網兩種模式。當微網處于孤網運行模式下時，由于失去了大電網對其頻率和電壓的支撐，微網必須依靠自身的調控作用使其運行在穩定狀態。微網內部包含諸如光伏發電、風力發電之類的可再生清潔能源，由于這些分布式能源出力具有不確定性，會加劇微網的頻率和節點電壓波動。而電動汽車之類的可控負荷接入微網時，會使微網的節點負荷具有一定的可調性，通過合理優化微網各個節點的負荷大小，能夠有效調節微網頻率和各個節點的電壓大小，保障系統持續穩定運行。

發明內容

本發明的目的在于提供基于功率靈敏度分析的孤島微網系統頻率和電壓調節方法，對孤島運行時微網的頻率和電壓進行調節，為保障微網的安全穩定運行提供相應的技術支持。

實現本發明目的的技術方案如下：

基于功率靈敏度分析的孤島微網系統頻率和電壓調節方法，包括：

根據系統的結構及參數，得到其節點導納矩陣；

采集系統的實時頻率及各個節點電壓；

確定功率靈敏度，包括系統頻率對有功功率、無功功率的靈敏度和各個節點電壓對有功功率、無功功率的靈敏度；

將系統頻率對有功功率、無功功率的靈敏度以及各個節點電壓對有功功率、無功功率的靈敏度分別從大到小排列，各自選取前三分之一的節點，以系統頻率偏差和節點電壓偏差最小作為優化目標，采用優化算法進行所選節點的有功功率、無功功率的優化，得到節點有功功率、無功功率優化值；

根據節點有功功率、無功功率的優化值調整所選節點的有功功率、無功功率，從而減小系統頻率偏差和節點電壓偏差。

進一步的技術方案，所述確定功率靈敏度的方法，包括：