微网能量调节方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统领域，特别是涉及一种配电网停电时微网的能量调节方法及 系统。
【背景技术】
[0002] 在电力系统领域，随着对微网（Micro-Grid，简称MG，又称微电网）越来越广泛的 关注和深入的研究，微网并网与离网（孤岛）两种模式下的运行稳定问题和二者间互相切 换时的平稳过渡问题也备受关注。
[0003] 微网是将微型电源（简称微源）、储能设备、负荷以及控制与保护系统整合在一 起，形成的一个单一可控的配电网模块。可以理解为，微网作为一个可控模块接入配电网。 微网可提高用户侧供电可靠性，实现了大规模高渗透率地接入分布式能源以及可再生能源 的有效梯级利用。当配电网发生故障断电或者计划停电时，微网迅速与配电网断开，独立向 内部负荷供电，当配电网恢复供电后，微网可以再次和配电网并网运行。
[0004] 一般来说，微网包括两种运行模式：并网运行模式和离网运行模式，离网运行状态 就是一个孤岛运行模式，此模式下微网单独向其负荷供电。孤岛模式主要问题是调整孤岛 频率，使之维持在额定频率的附近。
[0005] 作为智能电网重要组成部分，商业楼宇型微网是一种较为常见的微网，目前在商 业楼宇型微网控制方面还存在一些问题，特别是当配电网突然停止供电时，商业楼宇型微 网会瞬间从并网模式切换至孤岛模式，模式切换瞬间微网频率会发生改变，而频率的改变 会影响微源的有功出力；因此微网在模式切换的过渡阶段经常出现功率失调现象（即频率 超出额定频率的范围），严重影响微网用户用电的舒适度。
【发明内容】
[0006] 基于此，本发明提供一种微网能量调节方法及系统，能够消除配电网停电时，微网 并网模式到孤岛模式切换的过渡阶段的功率失调问题，提高微网的可靠性。
[0007] 本发明采用以下技术方案：
[0008] 本发明一方面提供一种微网能量调节方法，包括步骤：
[0009] A、当微网由并网模式切换为孤岛模式时，获取微网的功率失调量；
[0010] B、判断所述微网中的储能备用量是否大于所述功率失调量；若是，调节所述微源 的输出功率以使所述微网的功率失调量减小，如果调节后所述微网的功率失调量小于设定 的正常偏差量，且所述微网的储能备用量大于等于设定比例，所述微网进入孤岛运行阶段， 否则，执行步骤C;
[0011] C、执行预设的一级负荷控制策略；所述一级负荷控制策略为调节所述微网中可调 型负荷的功耗量，以使所述微网的功率失调量减小；
[0012] D、检测所述微网的功率失调量和储能备用量；如果所述微网的功率失调量小于设 定的正常偏差量、且所述微网的储能备用量大于等于设定比例，所述微网进入孤岛运行阶 段，否则，执行步骤E;
[0013] E、执行预设的二级负荷控制策略；所述二级负荷控制策略为调节所述微网中非可 调型负荷的连接/切断状态，直至所述微网的功率失调量小于设定的正常偏差量。
[0014] 本发明另一方面提供一种微网能量调节系统，包括第一能量调节单元，
[0015] 所述第一能量调节单元包括：
[0016] 失调检测模块，用于当微网由并网模式切换为孤岛模式时，获取微网的功率失调 量；
[0017] 微源调节模块，用于判断所述微网中储能备用量是否大于所述功率失调量；若是， 调节所述微源的输出功率以使所述微网的功率失调量减小，如果调节后所述微网的功率失 调量小于设定的正常偏差量，且所述微网的储能备用量大于等于设定比例，所述微网进入 孤岛运行阶段，否则，启动第一负荷调节模块；
[0018] 所述第一负荷调节模块，用于执行预设的一级负荷控制策略；所述一级负荷控制 策略为调节所述微网中可调型负荷的功耗量，以使所述微网的功率失调量减小；当一级负 荷控制策略执行结束时，启动所述判定模块；
[0019] 所述判定模块，用于检测所述微网的功率失调量和储能备用量；如果所述微网的 功率失调量小于设定的正常偏差量、且所述储能备用量大于等于设定比例，所述微网进入 孤岛运行阶段，否则，启动第二负荷调节模块；
[0020] 所述第二负荷调节模块，用于执行预设的二级负荷控制策略；所述二级负荷控制 策略为调节所述微网中非可调型负荷的连接/切断状态，直至所述微网的功率失调量小于 设定的正常偏差量。
[0021] 实施本发明的上述技术方案的有益效果包括：当配电网故障停电或者计划停电 时，微网并网模式到孤岛模式的过渡阶段，首先调节采用下垂控制的微源，若无法弥补功率 失调量，再启动分级负荷控制策略，即先后执行一级负荷控制策略和二级负荷控制策略。负 荷分级的依据是负荷参与微网需求侧相应的方式，可调型负荷归于一级，切除类负荷归于 二级，且先调节可调型负荷，以充分保证用户使用舒适度。通过此调节机制可在尽可能短的 时间内使微网频率恢复到正常范围，降低停电事故对微网的影响，也使得储能留有备用以 应对突发事件，提高微网的可靠性。并且不需要增加外部设备或新的资金投入，具有很好的 经济性。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明一实施例微网能量调节方法的示意性流程图；
[0023] 图2是微网中微源/储能设备的下垂控制曲线图；
[0024]图3是柔性电动汽车的充电可行域模型图；
[0025] 图4为商业楼宇型微网并网到孤岛模式过渡阶段的能量调节方法的示意性流程 图；
[0026] 图5是商业楼宇型微网孤岛模式的能量调节方法的示意性流程图；
[0027] 图6为本发明一实施例微网能量调节系统的示意性结构图。
【具体实施方式】
[0028] 为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明 实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实 施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0029] 本发明提供一种微网能量调节方法，适用于电力系统领域，特别是微网并网模式 到孤岛模式切换的过渡阶段的能量调节；以及孤岛运行阶段的能量调节。本发明实施例还 提供相应的微网能量调节系统。以下分别进行详细说明。
[0030] 图1为本发明一实施例微网能量调节方法的示意性流程图。如图1中所示，所述 方法包含以下步骤S101至步骤S108,详细说明如下：
[0031] 步骤S101、当微网由并网模式切换为孤岛模式时，获取微网的功率失调量；
[0032] 本实施例中，该步骤之前还包括：检测配电网是否出现故障断电或者计划停电。
[0033] 在电力系统领域，判断配电网是否发生停电的准则是依据IEEE STD. 1547标准制 定。IEEE STD. 1547标准中规定分布式电源（即微网）的并网点电压在0.88p.u.-l.lp. u.之间时，分布式电源处于正常运行状态，因此本实施例中，检测配电网是否发生故障停电 或者计划停电的准则为，如果微网与配电网的并网点电压V> = 0.88p.u.，判定为配电网正 常运行；否则，判定为配电网发生停电，控制所述微网由并网模式切换为孤岛模式。
[0034] 步骤S102、判断所述微网中的储能备用量是否大于所述功率失调量；若是，执行 步骤S103,否则，执行步骤S105 ;
[0035] 步骤S103,调节所述微源的输出功率以使所述微网的功率失调量减小；
[0036] 在配网发生停电时，微网切换为孤岛模式，在发生停电瞬间微网功率无法平衡，其 频率也会发生法改变。由于在微源的下垂控制中，频率与有功呈线性关系，频率的改变会影 响微源的有功出力，因此，改变微源的输出功率可达到补偿微网功率失调的效果。
[0037] 例如，若停电瞬间微网正从配电网侧吸收功率，则停电瞬间微网模式切换时出现 系统功率供少于求，功率失调量 Pd〈〇 ;若停电瞬间微网正向配电网侧输出功率，则停电瞬间 微网模式切换时系统功率供过于求，功率失调量Pd>〇。功率失调会引起微网频率的变化。 由于微网中微源均采用下垂控制，所谓下垂控制就是选择与传统发电机相似的频率一次下 垂特性曲线（Droop Character)作为微源的控制方式，包括分别通过P/f下垂控制和Q/V 下垂控制来获取稳定的频率和电压，即有功功率与频率呈线性关系、无功功率与电压幅值 呈线性关系，可以通过改变下垂控制曲线的斜率和功率参考值来改变微源的运行特性。这 种控制方法对微网中微源输出的有功功率和无功功率分别进行控制，无需机组间的通信协 调，实现了微源即插即用和对等控制的目标，保证了孤岛模式下微网内功率平衡，具有简单 可靠的特点。基于此，可通过调节微源的运行特性补偿过渡阶段的系统功率失调情况。
[0038] 优选地，如图2所示，设定停电瞬间微源的工作点为a点，若停电前微网从大电网 (配电网）吸收功率，则停电瞬间系统功率供少于求，频率下降，相应的工作点沿下垂控制 曲线下移至b点，此时可调大微源有功出力以弥补功率失调量；若停电前微网向大电网送 出功率，则停电瞬间系统功率供过于求，频率上升，相应的工作点沿下垂控制曲线上移至b 点，此时可调小微源有功出力以弥补功率失调量。可见，步骤S103实际上是通过调节微源 的输出功率以补偿微网模式切换时的功率失调。
[0039] 步骤S104,调节后所述微网的功率失调量是否小于设定的正常偏差量，以及储能 备用量是否大于等于设定比例？若均是，执行步骤S108