本發明專利技術提供一種基于儲能換流器控制的離網型微電網頻率調節方法，離網型微電網運行過程中，根據系統的負荷以及新能源的出力實時波動情況，控制儲能自同步電壓源換流器輸出特性，實現離網型微電網頻率的自動調節，在實現離網型微電網頻率控制的同時，進一步提高可再生能源利用率以及微電網供電的可靠性，該方法可以實現以多臺儲能自同步電壓源換流器組網的離網型微電網安全、穩定、經濟運行。
【技術實現步驟摘要】
—種基于儲能換流器控制的離網型微電網頻率調節方法
本專利技術屬于微電網的運行與控制
，具體涉及一種基于儲能換流器控制的 離網型微電網頻率調節方法。
技術介紹
微電網是由分布式電源、儲能單元、負荷以及控制保護裝置組成的集合，是一個能 夠自我控制、保護和管理的自治系統。根據微電網與大電網的連接關系，微電網分為聯網型 微電網和離網型微電網，對于聯網型微電網的頻率調節，由于存在大電網的電壓和頻率支 撐，微電網系統內各分布式電源、儲能單元及負荷可直接并網運行，微電網系統頻率直接由 大電網決定，且相對較穩定；對于離網型微電網的頻率調節，需要微電網內部的組網單元通 過靈活控制、協調運行進而實現整個獨立型微電網的頻率調節。因此，離網型微電網的頻率 調節是實現微電網靈活、可靠、經濟運行的關鍵技術。對于離網型微電網，要求系統內部有一個電源為系統提供參考電壓和頻率信號， 充當微電網的參考電源，此電源即為微電網的主網單元。目前，國內外能夠實現獨立型微電 網頻率調節技術分以下幾種(I)以單臺儲能換流器組網的小型離網型微電網。目前，對于某些功率等級在百千 瓦級的小型離網型微電網，以單臺大功率的儲能換流器作為微電網的主網單元，該儲能換 流器運行于V-F模式，其他分布式新能源發電單元則運行于P-Q模式。此時離網型微電網的 系統運行頻率由單臺儲能換流器直接決定，并且在系統的負荷或新能源出力波動過程中， 系統的運行頻率始終保持儲能換流器外部設定的頻率參考值。由于目前單臺儲能換流器的 功率等級有限，因此該類技術只適用于某些小型的離網型微電網，直接制約了微電網的規 模。(2)以同步發電機組網且無儲能系統接入的離網型微電網。以常規電源作為主網 單元，且系統中無儲能單元，該類常規電源采用同步發電機技術實現系統電壓和頻率調節， 此類組網方式對化石燃料資源的依賴程度大，容易造成環境污染，而且獨立運行時為保持 微電網的穩定運行，風電和光伏等間歇性新能源所占的比例不能太大或必須停運，影響了 微電網節能環保的作用。(3)以同步發電機組網且有儲能系統接入的離網型微電網。在某些離網型微電網 中，有柴油發電機或燃氣輪機等常規電源，同時為實現系統功率的平衡接入儲能系統，此時 的儲能系統只能以P-Q模式運行，運行功率完全取決于上級調度系統，在系統負荷波動或 新能源出力突變較大情況下，系統頻率無法實現在規定區間內運行，影響了系統供電質量。
技術實現思路
為了克服上述現有技術的不足，本專利技術提供一種基于儲能換流器控制的離網型微 電網頻率調節方法，離網型微電網運行過程中，根據系統的負荷以及新能源的出力實時波 動情況，控制儲能自同步電壓源換流器輸出特性，實現離網型微電網頻率的自動調節，在實現離網型微電網頻率控制的同時，進一步提高可再生能源利用率以及微電網供電的可靠性，該方法可以實現以多臺儲能自同步電壓源換流器組網的離網型微電網安全、穩定、經濟運行。為了實現上述專利技術目的，本專利技術采取如下技術方案提供，所述方法包括以下步驟步驟1:離網型微電網頻率進行一次調頻；步驟2 :離網型微電網頻率進行二次調頻；步驟3 :離網型微電網頻率進行三次調頻。所述步驟I中，儲能換流器實時采集輸出的三相電壓和電流，根據瞬時功率理論， 計算儲能換流器輸出的瞬時有功功率P，采用Droop控制，計算儲能換流器輸出電壓相量的參考頻率fMf，儲能換流器運行于狀態A時，出力和工作頻率分別為Pa和fA，由于系統負荷波動，儲能換流器運行于狀態B時，出力和工作頻率分別為Pb和fB，儲能換流器有功功率與頻率的線性對應關系如式(I)fref = f*-m(P*-P) (I)式中fref-儲能換流器輸出電壓相量的參考頻率；f*_微電網系統額定電壓的參考頻率；m-有功/頻率Droop控制的下垂系數；P*-儲能換流器在額定頻率P下輸出的有功功率參考值；P-儲能自同步電壓源換流器輸出的有功功率；有功/頻率Droop控制的下垂系數m計算公式如下權利要求1.，其特征在于所述方法包括以下步驟 步驟1:離網型微電網頻率進行一次調頻； 步驟2 :離網型微電網頻率進行二次調頻； 步驟3 :離網型微電網頻率進行三次調頻。2.根據權利要求1所述的基于儲能換流器控制的離網型微電網頻率調節方法，其特征在于所述步驟I中，儲能換流器實時采集輸出的三相電壓和電流，根據瞬時功率理論，計算儲能換流器輸出的瞬時有功功率P，采用Droop控制，計算儲能換流器輸出電壓相量的參考頻率fMf，儲能換流器運行于狀態A時，出力和工作頻率分別為Pa和fA，由于系統負荷波動，儲能換流器運行于狀態B時，出力和工作頻率分別為Pb和fB，儲能換流器有功功率與頻率的線性對應關系如式(I) fref = f*-m(P*-P) (I) 式中 fMf—儲能換流器輸出電壓相量的參考頻率； f*一微電網系統額定電壓的參考頻率； m一有功/頻率Droop控制的下垂系數； P*-儲能換流器在額定頻率下輸出的有功功率參考值； P—儲能自同步電壓源換流器輸出的有功功率； 有功/頻率Droop控制的下垂系數m計算公式如下3.根據權利要求1所述的基于儲能換流器控制的離網型微電網頻率調節方法，其特征在于所述步驟2中，通過離網型微電網二次調頻，離網型微電網的系統頻率波動范圍設定為f2 < f " ( f1； fi為通過二次調頻后微電網系統運行的最高運行頻率，f2為通過二次調頻后微電網系統運行的最低運行頻率。4.根據權利要求3所述的基于儲能換流器控制的離網型微電網頻率調節方法，其特征在于所述離網型微電網頻率二次調頻過程分為以下兩種情況 A)頻率越上限 設儲能換流器二次調頻之前，其工作點為C點，有fMf = fc ； 此時儲能換流器的工作頻率為f。，有TJf1 ; 啟動二次調頻，即儲能換流器的有功/頻率對應關系如下 Γ ref 上=f*-m(P*-AP-P) (3) —儲能換流器工作在C點且經過二次調頻后輸出電壓相量的參考頻率；Λ P—儲能自同步電壓源換流器二次調頻有功調節步長； 儲能自同步電壓源換流器通過二次調頻后，儲能自同步電壓源換流器工作點為C'，此時c ； 此時儲能換流器的工作頻率為P。，有f2<r，滿足系統頻率要求； B)頻率越下限 設儲能換流器二次調頻之前，其工作點為D點，有fMf = fD ； 此時儲能換流器的工作頻率為fD，有fD < f2 ; 啟動二次調頻，即儲能換流器的有功/頻率對應關系如下 Γ ref 下=f*-m(P*+AP-P) (3) Γ儲能換流器工作在D點且經過二次調頻后輸出電壓相量的參考頻率； 儲能自同步電壓源換流器通過二次調頻后，儲能自同步電壓源換流器工作點為D'，此時 = f ' D ； 此時儲能換流器的工作頻率為P D，有f2 < Γ D < ，滿足系統頻率要求。5.根據權利要求1所述的基于儲能換流器控制的離網型微電網頻率調節方法，其特征在于所述步驟3的離網型微電網的三次調頻中，通過微電網能量管理系統，經過優化約束規則確定各臺儲能換流器的出力情況，通過能量管理系統設定各臺儲能換流器的下垂系數的斜率，進而實現在同樣系統頻率波動下，優化控制各臺儲能換流器的出力，實現離網型微電網的優化調本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于儲能換流器控制的離網型微電網頻率調節方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：步驟1：離網型微電網頻率進行一次調頻；步驟2：離網型微電網頻率進行二次調頻；步驟3：離網型微電網頻率進行三次調頻。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李光輝，鮑薇，何國慶，孫艷霞，馮凱輝，趙偉然，
申請(專利權)人：中國電力科學研究院，中電普瑞張北風電研究檢測有限公司，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：
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