分布式電源嵌套協(xié)同控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能源系統(tǒng)的控制技術(shù)，具體涉及分布式電源的控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著日益增長(zhǎng)的物質(zhì)文化需要以及傳統(tǒng)能源的枯竭，開辟新型再生能源迫在眉睫。分布式能源能很好的解決能源需求矛盾。雖然分布式電源系統(tǒng)容量小，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，但由于小電網(wǎng)控制靈活，能便捷的處理輸出功率的平衡與優(yōu)化，簡(jiǎn)易實(shí)現(xiàn)能量管理。
[0003]近年來，研發(fā)人員在分布式能源系統(tǒng)的控制領(lǐng)域取得了不少的成就，其中如，V/F或P/Q調(diào)節(jié)的單一控制，受特定分布式能源的特征限制；傳統(tǒng)分布式電網(wǎng)系統(tǒng)的模型研宄，在輸出功率的平衡協(xié)調(diào)與優(yōu)化存在諸多缺陷等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有分布式能源系統(tǒng)控制技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于V/F、P/Q內(nèi)嵌套、儲(chǔ)能系統(tǒng)外嵌套的分布式電源嵌套協(xié)同控制方法，以此來提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，控制的靈活性，能量管理的便捷性，以及最優(yōu)化平衡電網(wǎng)的輸出功率。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0006]一種分布式電源嵌套協(xié)同控制方法，所述控制方法通過儲(chǔ)能系統(tǒng)外嵌套分布式電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功率補(bǔ)償，同時(shí)通過V/F調(diào)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式電源系統(tǒng)的快速調(diào)節(jié)，以及通過V/F、P/Q內(nèi)嵌套協(xié)同調(diào)節(jié)分布式電源系統(tǒng)的輸出。
[0007]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述方法中通過V/F調(diào)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)，對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)只采用V/F調(diào)節(jié)，且利用電壓、頻率偏差變化量控制儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出反饋功率。
[0008]進(jìn)一步的，在進(jìn)行控制時(shí)，電壓頻率變化量輸入儲(chǔ)能系統(tǒng)，調(diào)配儲(chǔ)能系統(tǒng)釋放功率，同時(shí)控制回零電路進(jìn)入待命狀態(tài)，且控制系統(tǒng)迭代搜尋備用補(bǔ)充電源，及時(shí)充電；儲(chǔ)能系統(tǒng)在完成功率調(diào)節(jié)后，進(jìn)行儲(chǔ)能快速回零，并由備用電源實(shí)施充電。
[0009]在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述方法中通過V/F、P/Q內(nèi)嵌套協(xié)同調(diào)節(jié)時(shí)，以反饋功率與分布式電源系統(tǒng)初始功率的合功率實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制，同時(shí)以P/Q調(diào)節(jié)為主，僅輔助調(diào)取V/F內(nèi)嵌套。
[0010]本發(fā)明提供的方案具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0011]I)實(shí)現(xiàn)了分布式電源系統(tǒng)多控制方式的嵌套智能調(diào)節(jié)；
[0012]2)引進(jìn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的V/F控制，解決了分布式電源輸出參數(shù)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)污染，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的調(diào)度平衡和優(yōu)化。
【附圖說明】
[0013]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)例中分布式能源系統(tǒng)嵌套控制結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2為本發(fā)明實(shí)例中電源PQ/VF轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明實(shí)例中協(xié)同控制效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0018]本發(fā)明提供的分布式電源嵌套協(xié)同控制方法，其主要基于以下兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn):
[0019](I)通過V/F調(diào)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式電源系統(tǒng)的快速調(diào)節(jié)；
[0020](2).通過V/F、P/Q內(nèi)嵌套協(xié)同調(diào)節(jié)分布式電源系統(tǒng)輸出，儲(chǔ)能系統(tǒng)外嵌套分布式電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功率補(bǔ)償。
[0021]具體的，在通過V/F調(diào)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式電源系統(tǒng)的快速調(diào)節(jié)時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)控制只采用V/F調(diào)節(jié)，且利用電壓、頻率偏差控制儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出反饋功率。
[0022]其中，采用電壓頻率控制儲(chǔ)能系統(tǒng)能很好處理儲(chǔ)能系統(tǒng)快速響應(yīng)要求，由電壓頻率誤差變化量控制儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出調(diào)節(jié)變化功率。電壓頻率變化量輸入儲(chǔ)能系統(tǒng)，調(diào)配儲(chǔ)能系統(tǒng)釋放功率，同時(shí)控制相應(yīng)的回零電路進(jìn)入待命狀態(tài)，且控制系統(tǒng)迭代搜尋備用補(bǔ)充電源，及時(shí)充電；
[0023]再者，儲(chǔ)能系統(tǒng)完成功率調(diào)節(jié)，增加的回零電路實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能快速回零，備用電源實(shí)施充電保證系統(tǒng)最大備用容量。
[0024]本方案在V/F、P/Q內(nèi)嵌套協(xié)同調(diào)節(jié)分布式電源系統(tǒng)輸出，且由儲(chǔ)能系統(tǒng)外嵌套分布式電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功率補(bǔ)償時(shí)，該雙重嵌套以反饋功率與分布式電源系統(tǒng)初始功率的合功率實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制，并以P/Q調(diào)節(jié)為主，僅輔助調(diào)取V/F內(nèi)嵌套。
[0025]其中，系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制的具體理如下:
[0026]P = P0+ Δ Pref
[0027]Q = Q0+ Δ Qref
[0028]其中:Λ PMf為儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)配輸出變化有功功率，P^為初始調(diào)度有功功率，P為迭代后最終輸出有功功率；Δ QMf為儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)配輸出變化無功功率，Q ^為初始調(diào)度無功功率，Q為迭代后最終輸出無功功率；ΔΡΜ?、Λ QMf由PID調(diào)節(jié)單元實(shí)現(xiàn)。
[0029]針對(duì)上述原理方案，以下通過一具體應(yīng)用實(shí)例來進(jìn)一步的說明。
[0030]參見圖1，其所示為本實(shí)例中分布式能源系統(tǒng)嵌套控制結(jié)構(gòu)圖。由圖可知，該控制方案主要由若干就地管理系統(tǒng)、若干儲(chǔ)能系統(tǒng)、集中控制系統(tǒng)、分布式電源控制系統(tǒng)以及電網(wǎng)系統(tǒng)相配合構(gòu)成。
[0031]其中，集中控制系統(tǒng)通過V/F調(diào)節(jié)方案控制一組就地管理系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)，該組就地管理系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)連接至電網(wǎng)系統(tǒng)。
[0032]同時(shí)，集中控制系統(tǒng)通過V/F、P/Q內(nèi)嵌套協(xié)同調(diào)節(jié)控制連接其它組的就地管理系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)，并連接至分布式電源控制系統(tǒng)。而分布式電源控制系統(tǒng)分別連接儲(chǔ)能系統(tǒng)以及電網(wǎng)系統(tǒng)。
[0033]該控制結(jié)構(gòu)中，分布式電源主要包括風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、垃圾能源系統(tǒng)、潮汐發(fā)電系統(tǒng)等；
[0034]儲(chǔ)能系統(tǒng)包括飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)、抽水蓄能系統(tǒng)、蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)；
[0035]分布式電源網(wǎng)系統(tǒng)與電網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行配置堅(jiān)強(qiáng)的系統(tǒng)保護(hù)措施，如電力安穩(wěn)裝置、諧波抑制裝置、低電壓穿越保護(hù)裝置等；
[0036]各組成部分之間的通信通道以光纖通信、同軸電纜為主，單能源體與就地控制系統(tǒng)反饋通信。
[0037]參照?qǐng)D2，其所示為本實(shí)例中電源PQ/VF轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)示意圖。
[0038]由圖可知，在該電源PQ/VF轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)中，V/F、P/Q調(diào)節(jié)雙向切換運(yùn)行，切換控制系統(tǒng)通過同期快切單元，匹配實(shí)現(xiàn)V、F，P、Q，協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)是V/F、P/Q獨(dú)立運(yùn)行；
[0039]同時(shí)，本切換控制系統(tǒng)通過PID調(diào)節(jié)器主要實(shí)現(xiàn)參數(shù)之間的調(diào)配及轉(zhuǎn)換，
[0040]電流控制回路由功率控制回路決定，實(shí)現(xiàn):
[0041]P = P0+Δ Pref;
[0042]Q = Q0+Δ Qref;
[0043]功率調(diào)節(jié)。
[0044]參見圖2，本實(shí)例進(jìn)行分布式電源協(xié)同控制的過程如下:
[0045]以儲(chǔ)能系統(tǒng)為蓄電池系統(tǒng)，分布式電源系統(tǒng)為光伏電源系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的情況進(jìn)行具體說明。
[0046]條件1:閉鎖蓄電池系統(tǒng)，分布電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)P/Q調(diào)節(jié)；
[0047]條件2:蓄電池系統(tǒng)工作，分布電源實(shí)現(xiàn)P/Q調(diào)節(jié)；
[0048]條件3:蓄電池系統(tǒng)工作，分布電源實(shí)現(xiàn)V/F、P/Q協(xié)同控制；
[0049]通過上述的電源PQ/VF轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同期捕捉及快速切換功能。
[0050]三種運(yùn)行條件下，系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行10秒后轉(zhuǎn)入孤網(wǎng)運(yùn)行，孤網(wǎng)運(yùn)行90秒后甩負(fù)荷運(yùn)行，在150秒后負(fù)荷恢復(fù)。
[0051 ] 從圖3可以看出，本實(shí)施例中，分布系統(tǒng)轉(zhuǎn)入孤網(wǎng)運(yùn)行后，條件3狀況下，頻率下降波動(dòng)不大，且能迅速恢復(fù)到頻率誤差范圍，在甩負(fù)荷后，頻率上升也在控制范圍之內(nèi)，且恢復(fù)正常狀態(tài)的速度快，且頻率波動(dòng)范圍小。相比沒有儲(chǔ)能系統(tǒng)的外嵌調(diào)節(jié)及單一控制方式調(diào)節(jié)有明顯優(yōu)勢(shì)。
[0052]由上述實(shí)例可知，本發(fā)明提供的方案能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)頻率波動(dòng)范圍更小，對(duì)電網(wǎng)污染程度大為減小。儲(chǔ)能系統(tǒng)V/F調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投入，能明顯改善系統(tǒng)的控制效果，分布電源實(shí)現(xiàn)V/F、P/Q協(xié)同控制，避免了系統(tǒng)單一調(diào)節(jié)缺陷，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化，且能快速達(dá)到系統(tǒng)的平衡，電網(wǎng)運(yùn)行更穩(wěn)定。
[0053]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種分布式電源嵌套協(xié)同控制方法，其特征在于，所述控制方法通過儲(chǔ)能系統(tǒng)外嵌套分布式電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功率補(bǔ)償，同時(shí)通過ν/F調(diào)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式電源系統(tǒng)的快速調(diào)節(jié)，以及通過V/F、P/Q內(nèi)嵌套協(xié)同調(diào)節(jié)分布式電源系統(tǒng)的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式電源嵌套協(xié)同控制方法，其特征在于，所述方法中通過V/F調(diào)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)，對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)只采用V/F調(diào)節(jié)，且利用電壓、頻率偏差變化量控制儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出反饋功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種分布式電源嵌套協(xié)同控制方法，其特征在于，在進(jìn)行控制時(shí)，電壓頻率變化量輸入儲(chǔ)能系統(tǒng)，調(diào)配儲(chǔ)能系統(tǒng)釋放功率，同時(shí)控制回零電路進(jìn)入待命狀態(tài)，且控制系統(tǒng)迭代搜尋備用補(bǔ)充電源，及時(shí)充電；儲(chǔ)能系統(tǒng)在完成功率調(diào)節(jié)后，進(jìn)行儲(chǔ)能快速回零，并由備用電源實(shí)施充電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式電源嵌套協(xié)同控制方法，其特征在于，所述方法中通過V/F、P/Q內(nèi)嵌套協(xié)同調(diào)節(jié)時(shí)，以反饋功率與分布式電源系統(tǒng)初始功率的合功率實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制，同時(shí)以P/Q調(diào)節(jié)為主，僅輔助調(diào)取V/F內(nèi)嵌套。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分布式電源嵌套協(xié)同控制方法，其通過儲(chǔ)能系統(tǒng)外嵌套分布式電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功率補(bǔ)償，同時(shí)通過V/F調(diào)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式電源系統(tǒng)的快速調(diào)節(jié)，以及通過V/F、P/Q內(nèi)嵌套協(xié)同調(diào)節(jié)分布式電源系統(tǒng)的輸出。該嵌套協(xié)同控制方法實(shí)現(xiàn)了功率的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，平穩(wěn)輸出功率，提高了電能質(zhì)量。
【IPC分類】H02J3-28
【公開號(hào)】CN104716660
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510107571
【發(fā)明人】孫寰勇, 余漢華, 殷順, 梅玉峰, 趙鵬飛, 盛慧峰, 李敏娟, 單煒
【申請(qǐng)人】中機(jī)國能電力工程有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年3月11日