一种微电网的有功功率缺额的计算方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种微电网的有功功率缺额的计算方法和系统，方法包括：根据微电网的当前频率f(0)和目标频率f(1)分别计算当前频率的标幺频率偏差和目标频率的标幺频率偏差；利用的公式(1)计算每个旋转电源i和每个负荷j在频率的有功调节系数KGi*和KLj*；每一个旋转电源i的当前有功功率及额定有功功率，每一个负荷j的当前有功功率及额定有功功率均为已知量；由公式(8)获得微电网单位调节功率KM；其中m为微电网中旋转电源的个数，n为微电网中负荷的个数；由公式(9)获得微电网系统从频率f(0)到f(1)的有功功率缺额PE+。在频率出现异常时，快速准确计算出微电网有功功率的缺额。根据有功功率缺额调整有功功率，从而稳定微电网运行。

【技术实现步骤摘要】
一种微电网的有功功率缺额的计算方法和系统
本专利技术涉及微电网控制
，特别涉及一种微电网的有功功率缺额的计算方法和系统。
技术介绍
在能源危机和环境保护的双重压力下，利用以可再生能源为主的分布式电源(DER，DistributedElectricResource)供电受到越来越多的关注。但是，风、光等分布式电源具有很大的间歇性和波动性，若是直接将其并入大电网中，会对大电网的安全稳定运行造成很大的冲击。因此，大多数情况下，分布式电源采用单独组网供电的方式，只能适用于一些对于电能质量和持续供电时间要求低的电力用户，电能的利用效率很低。为了使分布式能源能够并入大电网中运行，提高分布式能源的利用率，必须解决分布式能量的波动性对大电网供电质量造成的冲击，从而出现了一种新的电网结构和技术，即微电网。微电网是一种由符合和分布式电源紧密结合的局部配用电系统。微电网内部的电源包含有大量的电力电子器件，并含有多种能源方式(风、光、燃气等)和多种能量输出形式(电、热、冷等)。当微电网与主网因为故障突然解列时，微电网能够单独发电，维持对自身用户的电能供应；当外部故障消失后，微电网还能够自动恢复并网运行状态。即，微电网既可以并网运行，也可以离网运行。微电网实现离网运行时，必须实时维持网内电压与频率的正常稳定，提供高质量的电能。电网的安全稳定运行体现在两个方面：一是频率稳定，波动幅度不超过±0.2～0.5Hz；二是电压稳定，波动幅度不超过±5％。实际上，电网内的频率稳定主要是由有功功率供应状况决定的，电压稳定主要是由无功功率供应状况决定。因此，本领域技术人员需要提供一种微电网的有功缺额的计算方法和系统，能够准确获得微电网中离网频率异常时系统内存在的有功功率缺额。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种微电网的有功缺额的计算方法和系统，能够准确获得微电网中离网频率异常时系统内存在的有功功率缺额。本专利技术实施例提供一种微电网的有功功率缺额的计算方法，包括：根据微电网的当前频率f(0)和目标频率f(1)分别计算当前频率的标幺频率偏差和目标频率的标幺频率偏差f(0)和f(1)均为已知量；利用所述和下面的公式(1)计算每个旋转电源i和每个负荷j在频率的有功调节系数KGi*和KLj*；其中，每一个旋转电源i的当前有功功率及额定有功功率每一个负荷j的当前有功功率及额定有功功率均为已知量；利用KGi*和KLj*由公式获得微电网单位调节功率KM；其中m为微电网中旋转电源的个数，n为微电网中负荷的个数；由公式获得微电网系统从频率f(0)到f(1)的有功功率缺额PE+。优选地，所述其中，f(N)为微电网的额定频率为已知量。优选地，所述由每一个旋转电源的当前输出电压和输出电流获得；所述由每一个负荷的当前电压和电流获得。本专利技术实施例提供一种微电网的有功功率缺额的计算系统，包括：标幺频率偏差获得单元、有功调节系数获得单元、微电网单位调节功率获得单元和有功功率缺额获得单元；所述标幺频率偏差获得单元，用于根据微电网的当前频率f(0)和目标频率f(1)分别计算当前频率的标幺频率偏差和目标频率的标幺频率偏差f(0)和f(1)均为已知量；所述有功调节系数获得单元，用于利用所述和下面的公式(1)计算每个旋转电源i和每个负荷j在频率的有功调节系数KGi*和KLj*；其中，每一个旋转电源i的当前有功功率及额定有功功率每一个负荷j的当前有功功率及额定有功功率均为已知量；所述微电网单位调节功率获得单元，用于利用KGi*和KLj*由公式获得微电网单位调节功率KM；其中m为微电网中旋转电源的个数，n为微电网中负荷的个数；所述有功功率缺额获得单元，用于由公式获得微电网系统从频率f(0)到f(1)的有功功率缺额PE+。优选地，所述其中，f(N)为微电网的额定频率为已知量。优选地，还包括：旋转电源的当前有功功率获得单元和负荷的当前有功功率获得单元；所述旋转电源的当前有功功率获得单元，用于由每一个旋转电源的当前输出电压和输出电流获得所述负荷的当前有功功率获得单元，用于由每一个负荷的当前电压和电流获得与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：当微电网中旋转电源作为主电源进行离网运行时，有功功率缺额的计算对于微电网的频率稳定控制具有重要的意义。本实施例提供的方法，在频率出现异常时，快速准确计算出微电网有功功率的缺额。根据计算出来的有功功率缺额对应地调节旋转电源输出的有功功率和负荷的有功功率，从而稳定整个微电网的运行。本方法将微电网的有功功率的调节方式从定性调节提升到定量调节。而且考虑到微电网中每一个有功设备(包括旋转电源和负荷)的投切对于微电网中频率的波动影响，从而考虑频率的安全稳定性。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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的微电网的有功功率缺额的计算方法实施例一流程图；图2是本专利技术提供的旋转电源和负荷的静态频率特性曲线图；图3是本专利技术提供的微电网的有功功率缺额的计算方法实施例二流程图；图4是本专利技术提供的微电网的有功功率缺额的计算系统实施例一示意图；图5是本专利技术提供的微电网的有功功率缺额的计算系统实施例二示意图。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。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，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。方法实施例一：参见图1，该图为本专利技术提供的微电网的有功功率缺额的计算方法实施例一流程图。为了本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，首先介绍一下本领域的基本原理。参见图2，该图为本专利技术提供的旋转电源和负荷的静态频率特性曲线图。可以理解的是，离网运行的微电网系统中存在投运的旋转电源、负荷和电力电子电源。例如，旋转电源可以为旋转发电机。从图2可以看出，横坐标为频率的标幺值，用f*表示。纵坐标为有功功率标幺值，用P*表示。图2中的PG*(f)表示频率f时旋转电源的有功功率标幺值，PL*(f)表示频率f时负荷的有功功率标幺值。从图2所示的特性曲线中可以看出，负荷的有功功率PL*(f)随着频率f的升高而变大，负荷的静态频率调节效应系数KLd*>0；旋转电源输出的有功功率PG*(f)随着频率f的升高而减小；即对于旋转电源和负荷的静态频率调节方向正好相反。对于电力电子电源，其输出的有功功率由电力电子设备控制装置(PCS)按照控制下发的指令自动调节，PCS随时检测相关电源输出的有功功率并随时调整有功功率处于命令值附近，因此，电力电子电源输出的有功功率与微电网的频率无关，可以认为其静态功率调节效应系数为0，即，KG*＝0。因此，本专利技术中，对于微电网的有功功率缺额计算，仅考虑旋转电源和负荷在频率变化时的有功功率缺额，不考虑电力电子电源的有功功率缺额。本实施例提供的微电网的有功功率缺额本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微电网的有功功率缺额的计算方法，其特征在于，包括：根据微电网的当前频率f(0)和目标频率f(1)分别计算当前频率的标幺频率偏差和目标频率的标幺频率偏差f(0)和f(1)均为已知量；利用所述和下面的公式(1)计算每个旋转电源i和每个负荷j在频率的有功调节系数KGi*和KLj*；PGi*(f)=1-KGi*Δf*PLj*(f)=1+KLj*Δf*---(1)]]>其中，每一个旋转电源i的当前有功功率及额定有功功率每一个负荷j的当前有功功率及额定有功功率均为已知量；利用KGi*和KLj*由公式获得微电网单位调节功率KM；其中m为微电网中旋转电源的个数，n为微电网中负荷的个数；由公式获得微电网系统从频率f(0)到f(1)的有功功率缺额PE+。

【技术特征摘要】
1.一种微电网的有功功率缺额的计算方法，其特征在于，包括：根据微电网的当前频率f(0)和目标频率f(1)分别计算当前频率的标幺频率偏差和目标频率的标幺频率偏差f(0)和f(1)均为已知量；利用所述和下面的公式(1)计算每个旋转电源i和每个负荷j在频率的有功调节系数KGi*和KLj*；其中，每一个旋转电源i的当前有功功率及额定有功功率每一个负荷j的当前有功功率及额定有功功率均为已知量；利用KGi*和KLj*由公式获得微电网单位调节功率KM；其中m为微电网中旋转电源的个数，n为微电网中负荷的个数；由公式获得微电网系统从频率f(0)到f(1)的有功功率缺额PE+。2.根据权利要求1所述的微电网的有功功率缺额的计算方法，其特征在于，所述其中，f(N)为微电网的额定频率为已知量。3.根据权利要求1或2所述的微电网的有功功率缺额的计算方法，其特征在于，所述由每一个旋转电源的当前输出电压和输出电流获得；所述由每一个负荷的当前电压和电流获得。4.一种微电网的有功功率缺额的计算系统，其特征在于，包括：标幺频率偏差获得单元、有功调节系数获得单元、微电网单位调节功率获得单元和有功功率缺额获得单元；所述标幺频率偏差获得单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭世康，王伟，马红伟，傅美平，毛建容，周逢权，
申请(专利权)人：国家电网公司，许继集团有限公司，江苏省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11