[发明专利]微电网储能系统紧急调频控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统微电网技术领域，涉及一种微电网储能系统紧急调频控制方法。

背景技术

随着智能电网技术不断深入人心，分布式电源技术、微电网技术得到了快速的发展，微电网也因此成为配网的重要补充和组成部分，在用户终端发挥着重要作用。所谓微电网（micro-grid），是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。微电网通常由分布式发电（风、光、柴发、燃气轮机等）和储能系统构成，储能既可以做主电源，也可以起辅助调节作用。

由于分布式电源的间歇性和波动性，储能系统在微网中起到至关重要的作用，根据目前所调研的国内外微网示范工程，储能系统在微网中主要功能包括：

(1)配合新能源接入，可再生能源出力多时吸收电能，可再生能源不足时释放电网，起到平滑新能源输出的目的。

(2)系统调频，主要通过模拟同步发电机下垂控制特性曲线实现，类似于大电网中的一次调频，即频率下降时，发出有功，频率上升时，发出无功，其控制方程为：P_ref＝K*Δf，这种功能会导致储能频繁的充放电，影响电池使用寿命，同时，如果采用无差频率调节方式P_ref＝PI*Δf，则系统会同时出现两个主电源，按目前技术尚无法进行有效协调控制。

(3)系统主电源，控制储能系统电压、频率恒定。

(4)紧急调频，紧急调频控制方式则研究应用较少，可供查阅的文献较少，目前已经的微网储能系统紧急调频方法主要有以下几种：a）深圳宝清电池储能站中，紧急调频的控制方法为P_ref＝P₀，由于大电网中，储能功率对频率影响有限，P₀设置为储能系统额定功率，频率上下限分别为49Hz、51Hz，即当频率超限时，储能系统满发或满吸。由于微网容量相对较小，储能系统不能采用这种控制方法，否则会引起大的系统扰动，造成系统崩溃；b）另一种微网简单的储能紧急调频控制方式为：P_ref＝P₀+K*Δf，当系统频率越限时，储能系统首先发出一固定有功P₀，然后随频率偏差而变化，这种紧急调频方法具有一定的自适应性，当频率偏差增大时，储能会自动增大有功输出。这种控制方法主要缺点在于，当负荷突增量大于微电网主电源（柴油发电机或燃气轮机）时，会引起系统频率振荡，导致储能出现脉冲式有功输出，过程如下：负荷突增—>频率下降—>储能有功输出—>暂时平衡—>频率恢复正常—>储能退出运行—>有功缺额—>频率下降。

因此，现有的微网储能系统紧急调频控制方法均存在不足，本发明可以有效解决上述方法存在的问题。

发明内容

为了克服现有的微网储能系统紧急调频控制方法存在的不足，本发明专利提出一种可以设置死区基于PI控制器的微电网储能系统紧急调频控制方法。

该方法关键技术点是：

(1)在频率越限时，发出或吸收固定有功P₀，以达到快速稳定的目的；

(2)采用可以设置死区的PI控制器，在频率死区范围内，PI控制器不起作用，且PI控制器保持固定的输出，当频率超出调节死区时，PI控制器发挥作用，起到调节，由于PI控制器是输出具有连续性，从而既避免了脉冲式有功输出，又能很好解决微网中两个频率无差调节电源协调控制问题。

根据以上两点，提出一种微电网储能系统紧急调频控制方法，其特征在于：微电网储能系统紧急调频方法控制方程为：P_ref=P₀+PI*Δf；