[发明专利]柔性负荷快速调频方法及装置

说明书

本公开的实施例提供了一种柔性负荷快速调频方法及装置，涉及负荷调频技术领域。所述方法包括：获取频率信号；根据频率信号，使DC/AC变换器和DC/DC变换器通过内部频率‑功率控制策略生成负荷功率指令信号；根据负荷功率指令信号，通过负荷灵敏度在线辨识方法以及负荷控制策略形成负荷端口的电压指令信号和/或频率指令信号；根据负荷端口的电压指令信号和/或频率指令信号，通过电压电流双闭环实现负荷功率的调节，以调节公共直流母线的电压；根据公共直流母线电压的变化，使AC/DC变换器通过母线电压调节电网频率变化，直到频率被控制在安全范围内。以此方式，可以提高调频速度，实现秒级调频响应速度，避免因惯量不足引发的交流电网频率安全问题。

技术领域

本公开涉及负荷调频技术领域，尤其涉及一种柔性负荷快速调频方法及装置。

背景技术

目前，随着新能源发电持续快速发展，传统同步发电机电源在电力系统中的占比将逐步降低，大量无惯量和低惯量的新能源发电设备参与到电力系统中，导致电力系统的转动惯量持续下降，降低了电力系统抗扰动能力，可能会威胁电网的安全运行，亟需从源、网、荷、储多角度挖掘新的资源平抑电网扰动和频率波动。

近年来，同步调相机也用来增加系统惯量，对增强电力系统频率支撑具有一定效果。对于新能源比例较高的小型同步电网通过采用调相机增大系统惯量效果比较明显。但是对于大型电网频率响应效果不太明显，且运行维护相对复杂。在新能源发电方面，国内外提出了基于逆变器并网的虚拟惯量方法，即虚拟同步发电机(VSG)技术。VSG技术已从实验室走向小范围工业示范应用，VSG技术应用于风电发电，使其机组具有同步发电机特性，从而提高系统的频率特性。VSG技术与光伏发电结合可有效提升光伏发电系统的惯量水平，从而提高系统的频率特性。

然而，目前现有技术没有考虑到负荷侧。挖掘用户资源参与电网调节是一种经济可行的手段。负荷参与“源荷互动”是能源互联网新型运行模式，将大幅提升新能源电力系统的频率稳定。电力负荷需求管理和柔性控制是当前学术界和工业界研究的热点，目前现有技术主要关注负荷参与削峰填谷和新能源消纳等长时间尺度调控问题，负荷调频方面主要用于中时间尺度二次调频问题，可控性较差。

发明内容

本公开提供了一种柔性负荷快速调频方法及装置。

根据本公开的第一方面，提供了一种柔性负荷快速调频方法，包括：

获取频率信号；

根据频率信号，使DC/AC变换器和DC/DC变换器通过内部频率-功率控制策略生成负荷功率指令信号；

根据负荷功率指令信号，通过负荷灵敏度在线辨识方法以及负荷控制策略形成负荷端口的电压指令信号和/或频率指令信号；

根据负荷端口的电压指令信号和/或频率指令信号，通过电压电流双闭环实现负荷功率的调节，以调节公共直流母线的电压；

根据公共直流母线电压的变化，使AC/DC变换器通过母线电压调节电网频率变化，直到频率被控制在安全范围内。

在第一方面的一些实现方式中，根据频率信号，使DC/AC变换器和DC/DC变换器通过内部频率-功率控制策略生成负荷功率指令信号包括：

根据频率信号计算对应的角频率；

将计算得到的角频率与系统额定频率对应的角频率做差形成角频率差值；

将角频率差值与频率调节系数相乘得到对应的功率变化量；

根据功率变化量生成负荷功率指令信号。

在第一方面的一些实现方式中，根据功率变化量生成负荷功率指令信号包括：

将功率变化量与交流侧负载的额定有功功率之和减交流侧负载有功功率采样值，得到负荷功率指令信号。