[发明专利]一种用于微网的频率恢复方法

摘要

本发明公开了一种用于微网的频率恢复方法，是一种PID控制思想的电力系统频率紧急控制策略，主要用于提高独立电力系统经历扰动时的稳定运行能力。通过检测系统的有功缺额和系统频率变化，识别微网与大电网解列等严重事故，迅速启动频率控制装置的紧急启动轮，切除相应容量的负荷，以尽快抑制频率的急剧下降。在后续的调节过程中，根据频率不同变化阶段，引入粗调轮和细调轮的概念，在尽快切除有功缺额和尽量细化各轮所切负荷这对矛盾中取得平衡。引入PID闭环控制策略跟踪频率变化，优化频率恢复曲线，并消除频率上升阶段的动作死区。本发明可有效地避免传统方案盲目切除负荷导致过切现象的发生，抑制了微网频率的下降，且能让发电机的备用容量得到充分释放。

主权项

1.一种用于微网的频率恢复方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：第1步系统运行前，遵循负荷重要性优先原则，将重要性相同的负荷尽量放在一起，分配给低频减载控制的每路断路器；同时，确定粗调轮和细调轮每轮所切除负荷容量；P_r为粗调轮每轮所切除负荷容量，P_f为细调轮每轮所切除负荷容量，P_r＝P_U/(N-n+1)，P_f＝P_U/n，其中，P_U为系统可切除负荷总有功功率，N为能够通过断路器进行负荷投切的总线路数，n为预先设定的细调轮的轮数；第2步系统运行时，实时检测以下数据：流过各分布式电源联网开关的功率大小Pg，PG₀，PG₁，…，PG_M；流过各负荷开关的功率大小PL₀，PL₁，…，PL_N，系统在采样时刻t时的频率f(t)；第3步f_e为系统额定频率，Δf为频率差额，Δf＝f_e-f(t)，Δt为切除负荷延时，计算式为：Δt=1KPΔf+KITI∫tn-TItnΔfdt+KDdΔfdt]]>①式①中，K_p为比例常数，K_I为积分常数，K_D为微分常数，T_I为积分周期，t_n为低频减载装置的当前采样时刻；扰动发生前负荷消耗的总有功功率PL＝PL₀+PL₁+…+PL_N，扰动发生后独立电力系统保留运行的发电机所发出的有功功率PG＝Pg+PG₀+PG₁+…+PG_M，计算出此时系统总的有功缺额Pq＝PL-PG，作为频率调节的依据；当且Pq≥PL×50％，转入第4步；当且0＜Pq＜PL×50％，转入第5步；当且Pq≠0时，系统频率上升，进入第8步；当Pq＝0，进入第11步；第4步无延时切除负荷，切除负荷按照粗调轮所对应的负荷的重要性由低至高次序进行，切除量为Pq*Kq，Kq为防止过切的保险系数，然后转入第2步。第5步当时，转入第6步；当时，转入第7步，其中，F_f为预先设定的启动粗调轮与细调轮的区分阈值；第6步延时Δt后切除功率缺额，切除负荷的顺序按照负荷的重要性由低至高进行，每轮的切除量为一条粗调轮，再转入第2步；第7步延时Δt后切除功率缺额，切除负荷的顺序按照负荷的重要性由低至高进行，每轮的切除量为一条细调轮，再转入第2步；第8步当时，进入第9步；当时，进入第10步；当时，进入第11步，其中，F_rf和F_rs分别预先设定的为频率恢复速度区分的下限值和上限值；第9步延时Δs₁后投入已退出运行、但是重要性最高的负荷，其容量等于一轮细调轮的容量，Δs₁的计算式为：Δs1=1|KPΔf+KITI∫tn-TItnΔfdt+KDdΔfdt|]]>②再转入第2步；第10步延时Δs₂后投入已退出运行、但是重要性最高的负荷，其容量等于一轮细调轮的容量，Δs₂的计算式为：Δs2=K|KPΔf+KITI∫tn-TItnΔfdt+KDdΔfdt|]]>③式③中K为大于1的常系数；再转入第2步；第11步低频减载装置不动作，循环结束。