[發明專利]混聯風光微電網快速頻率響應分布式協調控制方法及系統

有效

• 申請號: 202110082360.0
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112769149B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 張禎濱;歐路利可·巴巴悠米;李真;胡存剛
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 祖之強

本公開提供了一種混聯風光微電網快速頻率響應分布式協調控制方法及系統，獲取各分布式能源的運行狀態數據；利用得到的運行狀態數據，根據模型預測控制算法得到總的最優功率輸入；通過最大額定功率和給定時間的充電狀態，在微電網中的所有分布式能源上分配總的最優功率輸入；本公開顯著提高了具有多個分布式變換器接口風能或太陽能光伏電源交流微電網的慣性，當負載汲取的功率突然變化時，降低了系統的頻率變化。

技術領域

本公開涉及微電網頻率響應控制技術領域，特別涉及一種混聯風光微電網快速頻率響應分布式協調控制方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術，并不必然構成現有技術。

為了減少引起全球變暖的溫室氣體對環境的影響，可再生能源供電的需求正在增加。大氣中二氧化碳排放總量的40％由全世界發電產生。因此，電力工業的能源需要從不可再生能源(如煤炭和天然氣)轉移到更可持續的能源(如太陽能，風能，水能，氫能等)。然而，利用現有技術，這種對能源形式的改變，是以較低的電能質量和較弱的電網為代價的。例如，傳統電力系統中采用大型旋轉式高慣量的集中發電系統，而高水平可再生能源發電系統與分布式電源(主要是靜態)相關。

針對低慣量交流微電網中頻率控制這一突出問題，現有的解決方案可以分為兩種，即：傳統的基于下垂的方法和同步電機慣性模擬。下垂方法使用電池存儲控制來改善電力系統的頻率響應。同步電機慣性模擬也稱為虛擬同步發電機(VSG)，在負載突然變化時，它利用自適應慣性和阻尼系數，來改善微電網或電力系統的頻率性能。

發明人發現，常規的基于下垂的方法，在急劇的負載變化時，頻率變化率較高，這一問題可能導致電力系統不穩定。并且這些方法具有恒定的下垂系數，在動態頻率過程中無法修改，導致頻率在發生偏差之后，返回到額定值的過程較慢。

與傳統的下垂方法相比，同步電機慣性模擬表現出了更好的性能。然而，對于微電網內分布在各個風力發電廠/太陽能光伏發電機上的多個VSG功率變換器，如何協調它們有效地提供足夠的慣性以減少頻率干擾，目前尚無解決方案。但是這一特性是必需的，例如，在有多個風能或太陽能光伏發電DER的微電網中，希望使每個DER的風能/太陽能光伏系統都能夠對母線的頻率穩定性做出貢獻，從而更快地消除干擾，增強微電網系統的穩定性。

同時，同步電機慣性模擬方法有以下幾個問題待解決：每個DER需要哪些存儲設備和功率變換器，為了不影響設備使用壽命和效率，如何對每個DER的存儲設備和功率變換器進行本地控制，應用控制算法和必要的硬件來實現控制目標時，微電網中所有相連DER的存儲設備和功率變換器將如何進行協同控制。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本公開提供了一種混聯風光微電網快速頻率響應分布式協調控制方法及系統，顯著提高了具有多個分布式變換器接口風能或太陽能光伏電源交流微電網的慣性，當負載汲取的功率突然變化時，降低了系統的頻率變化。

為了實現上述目的，本公開采用如下技術方案：

本公開第一方面提供了一種混聯風光微電網快速頻率響應分布式協調控制方法。

一種混聯風光微電網快速頻率響應分布式協調控制方法，包括以下步驟：

獲取各分布式能源的運行狀態數據；

利用得到的運行狀態數據，根據模型預測控制算法得到總的最優功率輸入；

通過最大額定功率和給定時間的充電狀態，在微電網中的所有分布式能源上分配總的最優功率輸入。

本公開第二方面提供了一種混聯風光微電網快速頻率響應分布式協調控制系統。

一種混聯風光微電網快速頻率響應分布式協調控制系統，包括：

數據獲取模塊，被配置為：獲取各分布式能源的運行狀態數據；