一种广义下垂控制方法技术

在微电网或孤立电网中，为保持系统电压、频率稳定，需要一个采用下垂控制策略的电源作为主电源，这对主电源的容量和调节能力提出了较高要求，受经济条件限制往往难以达到理想情况。本发明专利技术提出了一种广义下垂控制方法，在电网协调控制层实现下垂控制策略从而取代原有的在主电源上实现的下垂控制策略，微电网或孤立电网中所有参与广义下垂控制的电源分为主电源和非主电源，主电源接受协调控制层下发的电压指令值并按该指令发电，非主电源接受协调控制层下发的功率控制指令并按该指令发电。采用本策略后，微电网或孤立电网对主电源的要求可以大大降低，同时协调控制层可以根据电网中各电源的实际情况安排出力，从而优化电网运行结果。

【技术实现步骤摘要】
一种广义下垂控制方法
本专利技术涉及一种电源功率控制方法，适用于微电网或孤立电网。
技术介绍
微电网或孤立电网由电源、输电线路、变压器及负荷组成。为保持电网电压、频率稳定，传统的控制方法中需要指定一台电源为主电源，并在主电源中执行下垂控制策略，即有功功率与频率、无功功率与电压成反比的控制策略，其原理如图1所示；电网中其他电源则采用定功率控制策略。传统的控制方案如图2所示。当电网出现扰动如负荷波动、电源跳闸等时，电网中的主电源首先吸收这部分扰动，因此当扰动比较大或主电源在扰动前出力接近额定出力时容易出现主电源过载现象，进而导致系统电压、频率出现大幅波动。为了减少或防止这种情况出现，需要将主电源容量配置得尽可能大，这无疑会大大增加建设成本。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提出一种电源功率控制方法，既能保持微电网或孤立电网电压、频率稳定性，又能降低对主电源容量要求。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种广义下垂控制方法，包括如下步骤：(1)将电网中所有参与广义下垂控制的电源划分为主电源和非主电源，主电源和非主电源均有一个或多个；(2)在电网协调控制层实现下垂控制策略，即有功功率与频率、无功功率与电压成反比的控制策略，计算得到电压频率指令值及功率指令值；将功率指令值下发给各个非主电源，电压频率指令值下发给主电源；(3)主电源接受协调控制层下发的电压频率指令值并按该指令发电，非主电源接受协调控制层下发的功率指令值并按该指令发电。进一步地，所述步骤(2)具体包括如下步骤：(21)检测所有电源出力及系统电压，协调控制层根据下垂控制曲线计算得到电压频率指令值及总功率指令值；(22)协调控制层按照各电源容量分配功率指令值并下发给各个非主电源，电压频率指令值下发给主电源。进一步地，所述广义下垂控制方法还包括如下步骤：：(4)协调控制层检测主电源出力，如果主电源的出力偏离设定的工作点超过了设定的阈值，则调整非主电源的功率指令值，使主电源的出力恢复到设定的工作范围内；(5)协调控制层检测电源之间是否存在环流，如果发现主电源之间或主电源与非主电源之间存在环流，则调整主电源的电压频率指令，使环流得到抑制。采用上述方案后，本专利技术的有益效果是：由协调控制层实现下垂控制策略，取代单个电源的下垂控制策略，协调控制层实时计算电压频率指令值及总的功率控制指令值并分解为单个电源的电压频率指令值或功率控制指令值，然后下发给各个电源，各电源接收该指令并按该指令值发电；采用上述改进策略后，参与广义下垂控制的电源分为主电源和非主电源，主电源和非主电源均有一个或多个，这大大降低了微电网或孤立电网对主电源的要求，降低电源建设成本，同时协调控制层可以根据电网中各电源的实际情况安排出力，从而优化电网运行结果；此外在主电源容量相同的情况下，采用本专利技术方案，主电源的调节裕度更大，可以大大提高电网电压、频率稳定性。附图说明图1是下垂控制原理简图；图2是传统控制方案简图；图3是本专利技术的控制方案简图；图4是本专利技术的控制流程简图。具体实施方式以下将结合附图，对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1：在一个微电网中，包括电源A，电源B，电源C，电源D和协调控制层装置X，按照图3的方案，将电源A和电源B设置主电源，执行定电压控制策略；电源C和电源D设置为非主电源，执行定功率控制策略；下垂控制策略在协调控制层装置X中实现；总负荷为PLD及QLD，其中PLD中包含网络功率损耗，QLD中包含网络充电功率；下一时刻总负荷变为PLD1及QLD1，则电源总出力为PLD1及QLD1。本专利技术方法中，按照图4的控制流程简图，控制步骤如下：(1)检测所有电源出力及系统电压，协调控制层首先根据图1计算得到电压频率指令值及总功率指令值，然后按照各电源容量分配功率控制指令值计算得到各电源的功率指令值。电压频率指令值下发给主电源：电源A和电源B；各电源的功率指令值下发给非主电源：电源C和电源D。(2)为提高系统抗扰动能力，尽量使主电源的出力维持在设定的工作点范围之内，如果主电源的出力偏离设定的工作点超过了设定的阈值，则调整非主电源的功率指令值，使主电源的出力恢复到设定的工作范围内。(3)如果发现主电源之间或主电源与非主电源之间存在环流，则调整主电源的电压频率指令，使环流得到抑制。以上实施例仅为说明本专利技术的技术思想，不能以此限定本专利技术的保护范围，凡是按照本专利技术提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本专利技术保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种广义下垂控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将电网中所有参与广义下垂控制的电源划分为主电源和非主电源，主电源和非主电源均有一个或多个；(2)在电网协调控制层实现下垂控制策略，即有功功率与频率、无功功率与电压成反比的控制策略，计算得到电压频率指令值及功率指令值；将功率指令值下发给各个非主电源，电压频率指令值下发给主电源；(3)主电源接受协调控制层下发的电压频率指令值并按该指令发电，非主电源接受协调控制层下发的功率指令值并按该指令发电。

【技术特征摘要】
1.一种广义下垂控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将电网中所有参与广义下垂控制的电源划分为主电源和非主电源，主电源和非主电源均有一个或多个；(2)在电网协调控制层实现下垂控制策略，即有功功率与频率、无功功率与电压成反比的控制策略，计算得到电压频率指令值及功率指令值；将功率指令值下发给各个非主电源，电压频率指令值下发给主电源；(3)主电源接受协调控制层下发的电压频率指令值并按该指令发电，非主电源接受协调控制层下发的功率指令值并按该指令发电。2.如权利要求1所述的一种广义下垂控制方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括如下步骤：(21)检测所有电...

【专利技术属性】
技术研发人员：何俊峰，王新宝，俞秋阳，郑杨斌，付俊波，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32