一種全分布式結構的孤島交流微電網(wǎng)的頻率控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全分布式結構的孤島交流微電網(wǎng)的頻率控制方法。各個分布式發(fā)電機均依次通過第一和第二低通濾波器與微電網(wǎng)母線連接，對各個分布式發(fā)電機同時通過第一、第二頻率控制方式進行控制，分別得到第一、第二控制頻率變化量；再由得到的第一控制頻率變化量通過第三頻率控制方式進行控制，得到第三控制頻率變化量；將第一、第二和第三控制頻率變化量相加得到最終頻率控制量，進而對分布式發(fā)電機進行頻率控制。本發(fā)明可以在孤島微電網(wǎng)中應用于頻率恢復和經(jīng)濟調度且不需要信息交互，極大的降低了系統(tǒng)的復雜性和成本。在本發(fā)明中，濾波器在提升微網(wǎng)動態(tài)性能和維持系統(tǒng)穩(wěn)定性方面有著重要作用。
【專利說明】一種全分布式結構的孤島交流微電網(wǎng)的頻率控制方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種微電網(wǎng)的控制方法，尤其是涉及一種全分布式結構的孤島交流微 電網(wǎng)的頻率控制方法。

【背景技術】
[0002] 當前電力系統(tǒng)已成為集中發(fā)電、遠距離高壓輸電的大型互聯(lián)網(wǎng)絡系統(tǒng)。隨著電網(wǎng) 規(guī)模的不斷擴大，超大規(guī)模電力系統(tǒng)的弊端也日益凸現(xiàn)，如運行難度大、難以滿足用戶越來 越高的可靠性及多樣化用電需求等。分布式發(fā)電是指直接布置在配電網(wǎng)或分布在負荷附近 的發(fā)電設施，能夠經(jīng)濟、高效、可靠地發(fā)電。分布式電源位置靈活、分散，能與大電網(wǎng)互為備 用，在一定程度上分擔了輸電網(wǎng)從電廠向用戶遠距離和大功率輸電的功能。
[0003] 盡管分布式電源優(yōu)點突出，但分布式電源相對于大電網(wǎng)來說是一個不可控電源， 大電網(wǎng)也往往限制或隔離分布式電源。為了協(xié)調大電網(wǎng)與分布式電源的矛盾，又提出了微 電網(wǎng)的概念。微電網(wǎng)是一個由負荷與微電源共同組成的系統(tǒng)，它可同時提供電能和熱量；微 電源由電力電子器件負責能量轉換，并提供必需的控制；對大電網(wǎng)表現(xiàn)為單一的受控單元， 對用戶則表現(xiàn)為可定制的電源。
[0004] 目前，三層集中式控制（Three-level Hierarchical Control，簡稱 TLHC)方法在 微網(wǎng)控制中被廣泛使用，三層控制即一次控制，二次控制和三次控制。通常，在控制模塊中 有一個微網(wǎng)集中控制器（Microgrid Centralized Control,簡稱MGCC)和一個集中通信系 統(tǒng)，這些會增加系統(tǒng)的復雜性和成本。


【發(fā)明內容】

[0005] 為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種全分布式結構的孤島交流微電網(wǎng)的頻率控制 方法，可在本地執(zhí)行一次、二次和三次控制，不需要集中通信系統(tǒng)（MGCC)。
[0006] 本發(fā)明的技術方案采用如下步驟：
[0007] 1)各個分布式發(fā)電機均依次通過第一低通濾波器和第二低通濾波器與微電網(wǎng)母 線連接，對各個分布式發(fā)電機同時通過第一頻率控制方式、第二頻率控制方式進行控制，分 別得到第一控制頻率變化量f pH、第二控制頻率變化量;
[0008] 2)再由得到的第一控制頻率變化量fpH通過第三頻率控制方式進行控制，得到 第三控制頻率變化量fte,;
[0009] 3)將第一控制頻率變化量第二控制頻率變化量和第三控制頻率變化量 fte相加得到最終頻率控制量，進而對分布式發(fā)電機進行頻率控制。
[0010] 所述的步驟1)中的第一頻率控制方式采用以下公式2計算得到第一控制頻率變 化量:
[0011]

【權利要求】
1. 一種全分布式結構的孤島交流微電網(wǎng)的頻率控制方法，其特征在于：包括 1) 各個分布式發(fā)電機均依次通過第一低通濾波器和第二低通濾波器與微電網(wǎng)母線連 接，對各個分布式發(fā)電機同時通過第一頻率控制方式、第二頻率控制方式進行控制，分別得 到第一控制頻率變化量f PH、第二控制頻率變化量; 2) 再由得到的第一控制頻率變化量fpH通過第三頻率控制方式進行控制，得到第三控 制頻率變化量ftCT ; 3) 將第一控制頻率變化量fpH、第二控制頻率變化量和第三控制頻率變化量相 加得到最終頻率控制量，進而對分布式發(fā)電機進行頻率控制。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種全分布式結構的孤島交流微電網(wǎng)的頻率控制方法，其特 征在于：所述的步驟1)中的第一頻率控制方式采用以下公式2計算得到第一控制頻率變化 量 fpri : {fpri msK d. χ (2) d i - i. fmsK fmm ) ^ 其中，和fmin分別為微電網(wǎng)的頻率上、下限，Si是分布式發(fā)電機的視在功率容量，Pi 為分布式發(fā)電機的功率輸出值，功率與頻率的比值di為（f^-U/Si。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種全分布式結構的孤島交流微電網(wǎng)的頻率控制方法，其特 征在于：所述的步驟2)中的第二頻率控制方式采用以下公式3計算得到第二控制頻率變化 量 fsec : fsec = a (50-^,)/(1+^8) (3) 其中，α為第二頻率控制方式的增益系數(shù)，分布式發(fā)電機輸出頻率的測量值， Τ2為第一低通濾波器的時間常數(shù)，s為頻域變量。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種全分布式結構的孤島交流微電網(wǎng)的頻率控制方法，其特 征在于： 所述的步驟3)中的第三控制頻率變化量fte采用以下公式4計算得到第三控制頻率 變化量ftOT : fter = (fmax-diS^ λ j (Pj)-fpri) / ( 1+T3s) (4) 其中，λ i (Pi)為每個分布式發(fā)電機的成本微增率函數(shù)，Pi為分布式發(fā)電機的功率輸出 值，β為第三頻率控制方式的系數(shù)，T3是第二低通濾波器的時間常數(shù)，屯為 S為頻域變量。
【文檔編號】H02J3/24GK104242298SQ201410342319
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權日:2014年7月17日
【發(fā)明者】辛煥海, 章雷其, 趙睿, 樂程毅, 甘德強, 汪震 申請人:浙江大學