一种光伏微电网频率恢复方法及系统技术方案

技术编号:14819417 阅读:131 留言:0更新日期:2017-03-15 12:38
本发明专利技术公开了一种光伏微电网频率恢复方法和系统。方法包括:确定虚拟同步发电机输出的虚拟电角速度,获取设定电角速度、获取待控状态量,待控状态量为虚拟同步发电机输出的有功功率的实际值与所述虚拟同步发电机能够输出的最大功率值的比值;根据分布式一致性算法确定待控状态量对时间t的求导公式;根据求导公式、虚拟同步发电机输出的虚拟电角速度和虚拟同步发电机的设定电角速度计算得到调控量;利用调控量对虚拟同步发电机输出的有功功率的实际值进行调整。本发明专利技术将电力系统的调频特性与一致性算法相结合,使得各不同性质的光伏电源可以按照与最大可用容量一致的比例进行出力,并且,调节系统频率恢复到设定值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统领域,特别是涉及一种光伏微电网频率恢复方法及系统
技术介绍
随着传统能源的日益枯竭和由此带来的环境危机日益加剧,新能源发电成为未来世界的发展趋势。其中,分布式光伏发电作为新能源之一,由于其分布广泛,取之不尽,用之不竭特点,近年来取得了快速发展。另外,微电网作为一种能够对分布式电源进行就地消纳,提高用户用电可靠性的新的电力系统运行方式,近年来也有了一定的发展。因此,将分布式光伏电源应用于微电网中,为微电网中的负荷进行供电是一种理想的选择。然而,光伏电源的出力具有随机性,波动性与有限性的特点,受温度、光照强度等外界条件影响较大,很有可能出现各光伏电源出力不均衡的现象,这会使得光伏电源可用容量不能均等分配而导致系统不平衡;另一方面,各个光伏电源出力不易控制,电力系统由于发电和额定负荷不匹配会导致系统频率偏差,影响用户的电能质量。因此,难以对这种类型的光伏微电网进行传统的控制运行。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光伏微电网频率恢复方法及系统,将电力系统的调频特性与一致性算法相结合,使得各不同性质的光伏电源可以按照与最大可用容量一致的比例进行出力,并且,调节系统频率恢复到设定值。为实现上述目的,本专利技术提供了如下方案:一种光伏微电网频率恢复方法,所述方法包括:确定虚拟同步发电机输出的虚拟电角速度;获取虚拟同步发电机的设定电角速度;获取待控状态量,所述待控状态量为所述虚拟同步发电机输出的有功功率的实际值与所述虚拟同步发电机能够输出的最大功率值的比值,所述虚拟同步发电机能够输出的最大功率值为定值;根据分布式一致性算法确定所述待控状态量对时间t的求导公式;根据所述求导公式、所述虚拟同步发电机输出的虚拟电角速度和所述虚拟同步发电机的设定电角速度计算得到调控量;利用所述调控量对所述虚拟同步发电机输出的有功功率值进行调整。可选的,在所述确定虚拟同步发电机输出的虚拟电角速度之前,还包括,判断由虚拟同步发电机构成的分布式光伏电网的总输出功率是否能够达到功率预设值,如果是,则确定虚拟同步发电机输出的虚拟电角速度;如果否,则在利用所述调控量对所述虚拟同步发电机输出的有功功率实际值进行调整之后,调用系统中的同步发电机对所述虚拟同步发电机的频率进行二次调频。可选的,所述根据分布式一致性算法确定所述待控状态量对时间t的求导公式,具体包括:根据分布式一致性算法计算得到所述虚拟同步发电机的待控状态量对时间t的求导公式所述虚拟同步发电机为第i个虚拟同步发电机,其中,Piref为所述第i个虚拟同步发电机有功功率的设定值,PiMPP、PjMPP分别为所述第i个、第j个虚拟同步发电机能够输出的最大功率值,Pie、Pje分别为所述第i个、第j个虚拟同步发电机有功功率的实际输出值,n为分布式系统中虚拟同步发电机的个数,aij为邻接矩阵中的元素。可选的,所述根据所述求导公式、所述虚拟同步发电机输出的电角速度和所述虚拟同步发电机的设定电角速度计算得到调控量,具体包括:求取所述虚拟同步发电机输出的虚拟电角速度与所述虚拟同步发电机的设定电角速度的差值;利用所述求导公式减去所述差值与正数K的乘积,得到调控量。一种光伏微电网频率恢复系统,所述系统包括:输出虚拟电角速度获取单元,用于确定虚拟同步发电机输出的虚拟电角速度;设定电角速度获取单元,用于获取虚拟同步发电机的设定电角速度;待控状态量获取单元,用于获取待控状态量,所述待控状态量为所述虚拟同步发电机输出的有功功率实际值与所述虚拟同步发电机能够输出的最大功率值的比值,所述虚拟同步发电机能够输出的最大功率值为定值;求导公式确定单元,用于根据分布式一致性算法确定所述待控状态量对时间t的求导公式;调控量计算单元,用于根据所述求导公式、所述虚拟同步发电机输出的虚拟电角速度和所述虚拟同步发电机的设定电角速度计算得到调控量;调整单元,用于利用所述调控量对所述虚拟同步发电机输出的有功功率进行调整。可选的,所述系统还包括,判断单元,用于判断由虚拟同步发电机构成的分布式光伏电网的总输出功率是否能够达到功率预设值,如果是,则确定虚拟同步发电机输出的虚拟电角速度;如果否,则在利用所述调控量对所述虚拟同步发电机输出的有功功率实际值进行调整之后,调用系统中的同步发电机对所述虚拟同步发电机的频率进行二次调频。可选的,所述求导公式确定单元具体包括:求导公式确定子单元,用于根据分布式一致性算法计算得到所述虚拟同步发电机的待控状态量对时间t的求导公式所述虚拟同步发电机为第i个虚拟同步发电机,其中,Piref为所述第i个虚拟同步发电机有功功率的设定值,PiMPP、PjMPP分别为所述第i个、第j个虚拟同步发电机能够输出的最大功率值,Pie、Pje分别为所述第i个、第j个虚拟同步发电机有功功率的实际输出值,n为分布式系统中虚拟同步发电机的个数,aij为邻接矩阵中的元素。可选的,所述调控量计算单元具体包括:差值计算子单元,用于求取所述虚拟同步发电机输出的虚拟电角速度与所述虚拟同步发电机的设定电角速度的差值;调控量计算子单元,用于利用所述求导公式减去所述差值与正数K的乘积,得到调控量。根据本专利技术提供的具体实施例,本专利技术公开了以下技术效果:本专利技术利用系统中的输出量形成反馈回路对系统的输入量进行调控,在反馈环节中加入了一致性算法部分和频率恢复部分,一方面保障了各虚拟同步电机之间出力的一致性,另一方面,保障了各虚拟同步发电机的输出频率与设定频率的一致性。而且,本专利技术的没有改变虚拟同步发电机的内部控制算法内部,也不需要对控制算法的内部变量进行通信。更有利于含分布式发电系统的友好利用与灵活调控,提高分布式电源的消纳能力。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例光伏微电网与虚拟同步发电机对应的拓扑结构示意图;图2为本专利技术实施例光伏微电网对应的虚拟同步发电机的一致性频率恢复控制算法示意图;图3为本专利技术实施例光伏微电网对应的虚拟同步发电机的一致性频率恢复控制流程图;图4为本专利技术实施例光伏微电网对应的虚拟同步发电机的一致性频率恢复控制系统结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术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专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,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,都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种光伏微电网频率恢复方法及系统,将电力系统的调频特性与一致性算法相结合,使得各不同性质的光伏电源可以按照与最大可用容量一致的比例进行出力,并且,调节系统频率恢复到设定值。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。PV为光伏电池,为直流源,需要经由逆变器接入电力系统,而传统的逆变器缺少惯性和阻尼,会影响电力系统的安全稳定。VSG为虚拟同步发电机,包括三相逆变器、LCL电路、电网连接端口功率计算、VSG控制算法、PWM发生器本文档来自技高网...
一种光伏微电网频率恢复方法及系统

【技术保护点】
一种光伏微电网频率恢复方法,其特征在于,所述方法包括:确定虚拟同步发电机输出的虚拟电角速度;获取虚拟同步发电机的设定电角速度;获取待控状态量,所述待控状态量为所述虚拟同步发电机输出的有功功率的实际值与所述虚拟同步发电机能够输出的最大功率值的比值,所述虚拟同步发电机能够输出的最大功率值为定值;根据分布式一致性算法确定所述待控状态量对时间t的求导公式;根据所述求导公式、所述虚拟同步发电机输出的虚拟电角速度和所述虚拟同步发电机的设定电角速度计算得到调控量;利用所述调控量对所述虚拟同步发电机输出的有功功率值进行调整。

【技术特征摘要】
1.一种光伏微电网频率恢复方法,其特征在于,所述方法包括:确定虚拟同步发电机输出的虚拟电角速度;获取虚拟同步发电机的设定电角速度;获取待控状态量,所述待控状态量为所述虚拟同步发电机输出的有功功率的实际值与所述虚拟同步发电机能够输出的最大功率值的比值,所述虚拟同步发电机能够输出的最大功率值为定值;根据分布式一致性算法确定所述待控状态量对时间t的求导公式;根据所述求导公式、所述虚拟同步发电机输出的虚拟电角速度和所述虚拟同步发电机的设定电角速度计算得到调控量;利用所述调控量对所述虚拟同步发电机输出的有功功率值进行调整。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述确定虚拟同步发电机输出的虚拟电角速度之前,还包括,判断由虚拟同步发电机构成的分布式光伏电网的总输出功率是否能够达到功率预设值,如果是,则确定虚拟同步发电机输出的虚拟电角速度;如果否,则在利用所述调控量对所述虚拟同步发电机输出的有功功率实际值进行调整之后,调用系统中的同步发电机对所述虚拟同步发电机的频率进行二次调频。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据分布式一致性算法确定所述待控状态量对时间t的求导公式,具体包括:根据分布式一致性算法计算得到所述虚拟同步发电机的待控状态量对时间t的求导公式所述虚拟同步发电机为第i个虚拟同步发电机,其中,Piref为所述第i个虚拟同步发电机有功功率的设定值,PiMPP、PjMPP分别为所述第i个、第j个虚拟同步发电机能够输出的最大功率值,Pie、Pje分别为所述第i个、第j个虚拟同步发电机有功功率的实际输出值,n为分布式系统中虚拟同步发电机的个数,aij为邻接矩阵中的元素。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述求导公式、所述虚拟同步发电机输出的电角速度和所述虚拟同步发电机的设定电角速度计算得到调控量,具体包括:求取所述虚拟同步发电机输出的虚拟电角速度与所述虚拟同步发电机的设定电角速度的差值;利用所述求导公式减去所述差值与正数K的乘积,得到调控量。5.一种光伏微电网频率...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑天文李春来陈来军杨立滨梅生伟郭岩
申请(专利权)人:国网青海省电力公司国网青海省电力公司电力科学研究院清华大学
类型:发明
国别省市:青海;63

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