[發明專利]一種大容量離網型微電網混合調頻方法

在審

• 申請號: 201810577906.8
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108599201A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 徐光福;陳俊;朱皓斌;侯煒;王萬純;魏陽;王晨
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種大容量離網型微電網混合調頻方法：將儲能配置為電壓頻率型(VF)儲能和功率型(PQ)儲能兩部分；協調控制器采集系統頻率，并通過快速總線與儲能通訊；判斷系統頻率位于何區間，根據不同區間給出控制策略；并通過PQ儲能電源轉移儲能電源出力。本發明的控制方法能夠合理分配儲能出力，PQ儲能電源在正常情況可以用于產生經濟效益，在VF儲能電源接近滿功率運行情況時可以用于維持系統的穩定；并能優化VF儲能電源的工作環境，防止因電量異常導致VF電源停止工作；在維持離網微電網系統經濟效益的情況下，提高系統的穩定性，適合實際工程應用。

技術領域

本發明屬于微電網技術領域，具體涉及一種大容量離網型微電網混合調頻方法。

背景技術

大容量離網型微電網往往配置較大容量的儲能，需要配置多臺儲能變流器PCS，故存在多PCS并列運行的情況。若所有PCS均采用VF運行模式，控制參數整定越發困難，越易導致弱阻尼，從而引起多機系統振蕩，因此對系統穩定運行存在隱患。同時，離網型微網的控制目標為在確保系統穩定性的前提下提高經濟性，而VF儲能無法產生直接的經濟效益，因此，大容量離網型微電網往往配置一部分儲能運行于PQ模式，另一部分運行于VF模式。

上述配置方案的問題是，在投資成本不變的情況下，VF儲能電源容量被壓縮，在應對一些大的負荷擾動時VF電源出力可能超過額定功率，導致VF電源的控制環節飽和，引起系統電壓頻率大幅振蕩，進而引發PCS的電壓頻率保護動作，最終導致系統崩潰。同時，若系統投入一個穩定的大負荷，則VF電源長期出力用以給該負荷供電，引起VF電源電量持續下降，最終導致VF電源因電量低而停止工作，系統崩潰。

中國專利申請號CN201310346399.4，申請日2013年8月9日，公開號CN103414186A，公開日2013年11月27日，發明名稱為一種微網離網模式下基于逆變器的分布式調頻方法，本發明公開了一種微網離網模式下利用發電和儲能系統逆變器分布式調頻方法，當微網處于離網模式時，微網中各個發電系統和儲能系統的逆變器的輸出功率隨系統頻率變化而變化，從而保證離網運行的微網系統的頻率偏差在可接受的范圍內。該發明中儲能系統用于系統調頻，但是未考慮儲能的經濟效益。

中國專利申請號CN201410608218.5，申請日2014年11月03日，公開號CN104300583B，公開日2016年08月31日，發明名稱為一種計及設備調節響應特性的微網頻率控制方法了一種計及設備調節響應特性的微網頻率控制方法，微網在離網運行過程中，儲能蓄電池、柴油發電機、能量管理系統及微網穩定控制裝置測量單元同步檢測系統頻率，并進行判斷其偏差是否越限，如果系統頻率的偏差超過定值，蓄能電池將進行充/放電，實現微網一次調頻，穩定系統頻率，能量管理系統將同步監測儲能電池的放電時間，當儲能電池持續放電時間超出定值，能量管理系統輸出功率調節指令給柴油發電機，調整其功率輸出，實現微網二次調頻，當微網頻率偏差持續時間超過定值時，微網穩定控制裝置將啟動切負荷或風機、柴油發電機邏輯，直到微網頻率恢復正常。該發明采用判斷放電時間的方法并不合理，因為放電時間并不能代表放電功率，可能導致二次調節設備頻繁啟動，不利于提高系統的經濟性。

綜上所述，需要提出一種新的微網頻率控制方法，能夠在維持系統穩定性的前提下提高經濟效益。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種大容量離網型微電網混合調頻方法，適用于含有大容量儲能、光伏以及其他間歇性電源的離網系統，在維持系統穩定性的前提下提高經濟效益。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：一種大容量離網型微電網混合調頻方法，將儲能電源配置為電壓頻率型VF儲能電源和功率型PQ儲能電源兩部分；協調控制器采集系統頻率，并與儲能電源通訊，判斷系統頻率位于何區間，根據不同區間給出控制策略；并通過PQ儲能電源轉移儲能電源出力；系統負荷波動小時由VF儲能電源調頻，PQ儲能電源經濟運行；當系統負荷波動較大時，PQ儲能電源緊急出力，維持系統的頻率。