[发明专利]基于频率跟踪技术的微电网并网控制方法

说明书

技术领域

本发明属于微电网技术领域，尤其是一种基于频率跟踪技术的微电网并网控制方法。

背景技术

随着常规能源的逐渐衰竭和环境污染的日益加重，世界各国日益关注分布式发电技术。分布式发电技术的不断创新，分布式电源类型发展为主要包括微燃机、太阳能光伏电池、风力发电机、蓄电池、飞轮等。作为分布式发电的重要组成形式，微电网通常由分布式电源、储能装置、能量变换器、相关负荷、监控系统、保护系统、电力传输设备等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。

微电网既可以通过配电网与大型电力网并联运行，形成一个大型电网和小型电网的联合运行系统，也可以独立地为当地负荷提供电力需求。在主电网正常状态下，微电网需要长期稳定运行；在大电网故障时，微电网必须快速脱离主电网，进入并保持于孤岛运行，待大电网故障排除后重新自动并网运行；当微电网出现故障点时，同样需要快速切除微电网。由于微电网中的一些分布式电源，如风力发电和太阳能发电，受外界气候条件影响很大，频率时常波动导致采样的误差，因此，如何稳定、可靠地实施微电网并网是目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、稳定可靠的基于频率跟踪技术的微电网并网控制方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于频率跟踪技术的微电网并网控制方法，包括以下步骤：

步骤1、将具有基于频率跟踪技术的微电网并网控制器与并网点断路器连接在一起；

步骤2、微电网并网控制器通过测频单元采集主电网侧和微电网侧频率，计算同期并网时两侧的频率差值以及周波的频率；

步骤3、微电网并网控制器通过数据采集单元采集获得微电网侧的三相电压电流值和主电网侧相电压电流值，并进行微电网侧有功、无功和电能从基波到高次谐波分量的测量处理，数据采集获取逻辑流程图如图4；

步骤4、微电网并网控制器计算微电网和主电网侧的电压差值、相位差值、频率差值，在同时满足频率差不大于同期频率差值F_HQmax、电压差不大于同期电压差动作值U_HQmax、同期角不大于同期角度差动作值Ang_HQmax的条件下，接到并网合闸命令，进行并网合闸处理,逻辑框图如图5。

而且，所述步骤1微电网并网控制器与并网点断路器方式为：该微电网并网控制器通过开入单元与并网点断路器相连接采集遥信量信息，通过开出单元与并网点断路器相连接输出遥控命令，通过测频单元连接在主电网侧和微电网侧用于测量主电网侧和微电网侧频率，通过数据数据采集单元与主电网侧和微电网侧相连接用于采集主电网侧和微电网的遥测信号量，通过通信单元与微电网控制器相连接进行交互控制功能。

而且，所述步骤3进行微电网侧有功、无功和电能从基波到高次谐波分量的测量处理的方法为：采用高速高密度同步采样、频率自动跟踪以及改进的FFT算法。

而且，所述采用高速高密度同步采样、频率自动跟踪以及改进的FFT算法的具体方法为:当电网频率恒定为50Hz、采用一个周波32点采样；当频率发生变化时，交流量的采样值采用一次拉格朗日插值算法进行实时修正，获得新的采样序列，再运用FFT算法，从而完成微电网侧有功、无功和电能从基波到高次谐波分量的测量和处理。

而且，所述步骤4进行并网合闸处理时，对频率差、电压差定值、同期角定值及时间定值进行单独整定，其整定原则为：同期电压差动作值U_HQmax取5V～10V，同期角度差动作值Ang_HQmax取5°～10°，同期频率差动作值F_HQmax取1Hz～2Hz，动作时限Tnp取2s～3s。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明采用频率跟踪技术调整采样周期进行数据采集，克服了微电网中的一些分布式电源受外界气候条件影响很大、频率时常波动导致采样误差问题，能够准确测量微电网侧电压并准确无误判断并网、脱网条件，具有实用性强、可靠性和准确性高等特点，满足了用户对电能质量和供电安全要求。

2、本发明使用微电网并网控制器对微电网并网点遥信、遥测、遥控数据进行有效监控，实现对微电网的综合监测和保护功能，具有数据采集、电能抄收、孤岛保护、故障切除、异常信息报警、开合闸控制、并网控制、电能质量监测等综合性功能，保证了电网系统的正常运行。

附图说明

图1是本发明使用的微电网并网控制器的电路方框图；