在BHg ;若U、f处于B H区，负责一级控制的蓄电池储能系统通过充电来吸收多余的功率，抑制和降低电压和频率波动幅度并处于稳定区域A中；若U、f不处于BHg，判断U、f是否处于B Lg ;若U、f处于B展，一级控制的蓄电池储能系统通过放电进行功率补偿，满足系统功率平衡；
[0027](4)若U、f不处于B展，判断U、f是否处于C退；若U、f处于C退，则二级控制的柴油发电机则降低功率输出实现系统功率平衡；若U、f不处于CHg，则判断U、f是否处于(^区；gu、f处于q区，则二级控制的柴油发电机则增加功率输出实现系统功率平衡；
[0028](5)重复采集U、f和P，直到判断U、f处在A区域，达到恢复系统电压和频率质量的目的。
[0029]在图1中，4为额定电网频率50Hz，Un为系统1kV母线电压标幺值1.00p.u.，基准值为10kV，频率与电压的各区范围如下:
[0030]频率A 区范围:49.5Hz 彡 f■彡 50.5Hz ；
[0031]电压A 区范围:0.95ρ.u.U 1.08ρ.u.；
[0032]频率B 区范围:BL区为 49Hz ( f<49.5Hz ；B H区为 50.5Hz<f ^ 51Hz ；
[0033]电压B 区范围:Bl区为 0.85p.u.U<0.95p.u.;BH区为 1.08p.u.<U < 1.15p.u.；
[0034]频率C 区范围:Cl区为 45Hz 彡 f<49Hz ；C H区为 51Hz〈f 彡 55Hz ；
[0035]电压C 区范围:CL区为 0.8ρ.u.彡 U〈0.85ρ.u.；C Η区为 1.15ρ.u.〈U 彡 1.2ρ.u.。
[0036]请参阅图3，以广东东澳岛独立微电网的一期项目工程为例，在PSCAD中搭建风柴蓄独立微电网系统仿真模型，该微电网系统包含有2台柴油发电机组、2台风力发电机组和I套蓄电池储能系统共5个微电源，蓄电池储能输出的直流电经过变流器转换为交流电后经升压变压器接入系统1kV母线，其它各分布式单元均直接经过升压变压器接入系统1kV母线，再通过降压变压器供给连接在LI至L5处的5个负荷。
[0037]仿真结果如图4和图5所示，图4为系统频率变化，图5为系统电压的变化。
[0038]由图4可知:40s时，风力发电机组WT2 (WT为Wind Turbine)启动，吸收系统大量有功功率，系统频率下降，此时频率偏差超过蓄电池储能系统BS (BS为Energy Storage)的调节范围，柴油发电机组增加有功功率输出，跟随系统净负荷的变化，系统频率经过短暂波动后恢复；45s时，系统净负荷增加引起系统频率下降，频率偏差在BS调节范围内，BS输出功率完成系统的频率调节；60s时，柴油发电机组DE2 (DE为Diesel Generator)故障跳闸，系统频率急剧下降，在BS和柴油发电机组0民的协作下，系统频率最终恢复额定值。
[0039]由图5可知:40s时，WT2启动，吸收系统大量无功功率，系统电压下降，柴油发电机组增加无功功率输出，跟随系统净负荷的变化，系统电压经过短暂波动后恢复；60s时，DE2故障跳闸，系统电压急剧下降，在BS和协作下，系统电压最终恢复额定值。
[0040]仿真结果验证了所提方法能够有效提高独立微电网系统电压和频率质量。
[0041]根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
【主权项】
1.一种基于不同时间尺度的独立微电网分层协调控制方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)根据独立微电网系统电压和频率的动态特性，将电压和频率的波动幅度分别划分为A、B和C三类区域，A区域表示电压和频率偏差在正常波动范围，B区域表示电压和频率偏差稍微超出正常波动范围，C区域表示电压和频率偏差严重超出正常波动范围； (2)实时监控并采集独立微电网母线上的电压值U、频率值f和功率P，并判断U、f所在的区域； (3)若U、f处于A区域，则蓄电池储能系统和柴油发电机组不参与调节；若U、f处于B区域，负责一级控制的蓄电池储能系统参与调节以实现系统功率平衡；若U、f处于C区域，则二级控制的柴油发电机参与调节以实现系统功率平衡； (4)重复采集U、f和P，直到判断U、f处在A区域。
2.根据权利要求1所述的基于不同时间尺度的独立微电网分层协调控制方法，其特征在于，B区域又进一步分为Bh区域和B返±或，B H区域为B区域中高电压和高频率的部分，B L区域为B区域中低电压和低频率的部分；C区域又进一步分为Ch区域和C ^区域，Ch区域为C区域中高电压和高频率的部分，Q区域为C区域中低电压和低频率的部分。
3.根据权利要求2所述的基于不同时间尺度的独立微电网分层协调控制方法，其特征在于，若U、f处于Bh区域，则蓄电池储能系统通过充电来吸收多余的功率以实现系统功率平衡；SU、f处于区域，则蓄电池储能系统通过放电进行功率补偿以实现系统功率平衡；若U、f处于Ch区域，则柴油发电机降低功率输出实现系统功率平衡；若U、f处于C ^区，则柴油发电机增加功率输出实现系统功率平衡。
4.根据权利要求1所述的基于不同时间尺度的独立微电网分层协调控制方法，其特征在于，针对变化幅度小、周期短的随机性净负荷波动分量，采用基于下垂控制的蓄电池储能系统的一级控制，分为有功-频率控制和无功-电压控制两部分，使U、f处在A区域。
5.根据权利要求1所述的基于不同时间尺度的独立微电网分层协调控制方法，其特征在于，针对变化幅度大、周期长的冲击性净负荷波动分量，采用基于无差控制的柴油发电机的二级控制，主要包含调速器和自动电压调节器，使U、f处在A区域。
【专利摘要】本发明公开了一种基于不同时间尺度的独立微电网分层协调控制方法，包括如下步骤：(1)根据独立微电网系统电压和频率的动态特性，将电压和频率的波动幅度分别划分为A、B和C三类区域，A区域表示电压和频率偏差在正常波动范围，B区域表示电压和频率偏差稍微超出正常波动范围，C区域表示电压和频率偏差严重超出正常波动范围；(2)实时监控并采集独立微电网母线上的电压值U、频率值f和功率P，并判断U、f所在的区域；(3)若U、f处于A区域，则蓄电池储能系统和柴油发电机组不参与调节；若U、f处于B区域，负责一级控制的蓄电池储能系统参与调节以实现系统功率平衡；若U、f处于C区域，则二级控制的柴油发电机参与调节以实现系统功率平衡；(4)重复采集U、f和P，直到判断U、f处在A区域。
【IPC分类】H02J3-32, H02J3-28
【公开号】CN104810842
【申请号】CN201510170324
【发明人】雷金勇, 李鹏, 杨苹, 喻磊, 许爱东, 郭晓斌, 许志荣, 周少雄, 马艺玮, 马溪原, 王建邦
【申请人】南方电网科学研究院有限责任公司, 华南理工大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月10日