一种基于耦合点定功率控制的微网频率调整方法与流程

本发明涉及一种微网频率调整方法，尤其涉及一种基于耦合点定功率控制的微网频率调整方法。

背景技术：

随着化石能源的逐渐枯竭和环境问题的日益突出，可再生能源的利用在未来分布式发电技术中将凸显优势，微电网的推广成为可再生能源利用的有效途径。

从运行的可靠性和灵活性来看，微网应该能以联网和孤岛模式运行(偏远地区孤岛微网除外)。微网与公用电网并联运行时，应至少满足公用电网的接口要求，并且随着微网技术的发展，联网运行的微网还应承担参与公用电网频率调节、维持公用电网稳定运行等更深层的任务。而微网孤岛运行时则必须依靠自身的调节能力维持频率稳定，且微网中存在大量电力电子接口设备，系统惯性小，频率的稳定控制变得更为复杂。

关于微网频率控制问题，目前的研究包括2 个层面，一是面向底层DG 控制器的单元级控制，包括下垂控制以及为了恢复工作点而进行的二次频率调整；另一种是微网功率管理系统中对于频率计算与恢复、功率偏差分配的问题，其研究目标在于对微网内部电源的管理及功率平衡控制。当耦合点功率相对稳定时，微网则可以视为一个恒定电源或负荷，从而降低微网内部功率不平衡对公用电网的影响。

技术实现要素：

为了克服的耦合点功率波动对系统潮流造成负面影响的难题，本发明提出一种基于耦合点定功率控制的微网频率调整方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提出以背靠背换流器作为并网装置的定功率控制策略，在实现耦合点定功率控制的前提下，恢复微网内部功率不平衡造成的频差及耦合点定功率控制过程产生的频差，维持微网系统频率稳定。基于耦合点定功率控制的微网频率调整方法，包括功率管理器、耦合点功率控制和微网二次调频控制三个部分。

所述功率管理器包括功率生成子系统、功率处理子系统、功率分配子系统三个部分。

所述耦合点功率控制包括恒功率控制和制定功率控制两个部分。

所述微网二次调频控制是当DG参与二次调频时，重新整定其功率参考值，从而调整其输出频率。

本发明的有益效果是：本发明对微网频率控制问题进行了研究，提出一种基于耦合点定功率控制的微网频率调整方法，在进行并网点功率控制的同时，实现微网内部功率的平衡控制。该功能通过微网功率管理器实现。对于微网较小的负荷波动，微网侧换流器只进入一次调频模式，实现耦合点恒定功率控制；对于大幅度的功率波动，微网侧换流器进入二次调频模式，接受微网功率管理器的指令调整其输出功率参考值，实现耦合点指定功率控制。2 种调节功率的计算方法，均可以实现频率的稳定控制并保证耦合点功率可控。

附图说明

图1 微网功率管理器。

图2 恒功率控制策略。

图3 频率控制器框图。

具体实施方案

如图1所示，将微网功率管理器设计成3个子系统：功率生成子系统、功率处理子系统、功率分配子系统。功率生成子系统检测微网系统中的实时频率数据，转换为微网需调节的功率计算值，经功率处理子系统生成调节功率修正值，再通过功率分配子系统将调节功率按照既定的原则分配给各控制器和并网装置。

如图2所示，微网侧VSC 输出功率参考值不变时，应输出恒定功率。在功率控制环，利用参考功率可得出参考电流；在电流控制环，参考电流与反馈电流进行比较，其偏差信号经PI调节、电流解耦以及电网电压前馈补偿生成SPWM调制信号。其中，SPLL(soft phase-locked loop)为软锁相环。

在定功率控制中，由于给定微网侧VSC的功率参考值，从而保持了恒定的输出。如果希望微网侧VSC达到指定的输出功率，应重新计算其参考功率。

如图3所示，微网功率管理器采集实时频率偏差，经计算、修正后将需要调节的功率分配给各频率控制器，该值与原有功率参考值叠加形成新的功率参考值，DG调整出力直至恢复微网系统的频率。其控制器数学模型为：

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