[发明专利]一种高渗透风机模糊自适应运行的微网电压控制方法

说明书

本发明涉及一种高渗透风机模糊自适应运行的微网电压控制方法，包括以下步骤：1)对于直流微网系统，确定母线电压控制方法，即采用减载控制预留备用容量，并且进行虚拟惯量控制和下垂控制；2)定义用以衡量惯量大小的惯性支撑效益，并通过风机虚拟惯量控制变量改善惯性支撑效益S；3)进行编码调控下模糊运行的双层微网电压控制，上层采用基于功率的分布式电源编码，根据风机渗透率和储能电池确定调度方案，下层根据惯性支撑效益S、电压U以及上层调度方案的减载等级作为输入量，通过自适应模糊控制确定虚拟惯量控制参数和下垂控制系数。与现有技术相比，本发明具有效应对负荷扰动、提升微网的电压运行稳定程度等优点。

技术领域

本发明涉及双馈风机控制领域，尤其是涉及一种基于编码调控的高渗透风机 模糊自适应运行的微网电压控制方法。

背景技术

基于微网的分布式发电系统能够消纳更多的风机容量，提高能量利用效率， 大多数新能源分布式发电装置、储能装置以及越来越多的负载使用直流电。因此若 采用直流微网架构，可以省去额外的DC/AC变流环节，结构简单且效率更高，但 随着电力电子技术的发展，直流微网的电压等级已经灵活可控，而且随着变频负载、 直流精密负载的层出不穷，直流供电以其得天独厚的优势得到了能源界的广泛运用。 微网系统的多能互补、多源协调，可靠稳定运行，以及微网系统微源及负荷的可靠 性和鲁棒性很大程度上依赖于微电网中电压的精确控制。由此，利用下垂控制和虚 拟惯量控制有效应对高比例风电的随机出力以及负荷的无序波动，控制母线电压稳 定，就可以维持微网功率稳定状态。

直流下垂利用P-U关系，微电网的电压改变时，微源功率也随之发生变动， 能够通过微电网输出的功率调节来稳定电压偏差，不需微网彼此互联通讯，即使得 各微源达到即插即用的控制目标。同时，当微网负荷扰动时，电压平缓变化，以保 障电压在扰动瞬间不会大幅衰降，有利于微网向负荷平稳供电，故风机采用虚拟惯 量控制，在扰动过程提供功率支撑减缓电压变化。同时，下垂和虚拟惯量控制均需 要备用功率作为后备支撑能量。

风机预留减载功率在运行中主要有以下作用：

1、风机预留备用容量，当微网有负荷扰动时，备用容量可以为风机虚拟惯量 控制提供短暂的功率支撑，避免其瞬间释放转速动能造成风机转速二次跌落。

2、针对风机渗透率较低的情况，在风机激发瞬时能量减缓电压变化的同时， 备用容量更能有效的为下垂控制服务，为下垂控制提供功率支撑，帮助降低电压偏 差。若当前备用容量耗尽，指示系统有功不足，电压会大幅度下降。

3、针对风机高渗透情况，当前较低水平负荷仅消耗部分功率，功率减载主要 为了将额外‘剩余功率’留作备用，将风机大部分能量‘隐藏’以降低出现负荷扰动时 微网电压水平。

对直流微网，现在很少有发明技术涉及对下垂控制参数和虚拟惯量控制的协 调控制。下垂控制的“分布”特征有效保证微电网系统中能量的供需平衡，对系统中 的分布式电源、储能单元及负荷进行管理配置。通过检测直流母线电压，源荷变流 器采用不同控制模式，控制含分布式电源和储能装置的直流微电网。虚拟惯量控制 保证功率缺额的暂态过程有足够的有功抵抗电压的降低幅度，保持直流微网电压的 稳定运行，但是，现有技术却未考虑各电气量之间相互影响而导致控制准确性和协 调性不足的问题，也没有考虑到直流微网中的微源出力、负荷需求及储能状态这三 者的关系。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高渗透风机 模糊自适应运行的微网电压控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高渗透风机模糊自适应运行的微网电压控制方法，包括以下步骤：

1)对于包含风机、储能电池和负荷的直流微网系统，确定母线电压控制方法， 即采用减载控制预留备用容量，并且进行虚拟惯量控制和下垂控制；