[发明专利]一种孤岛运行模式下的频率紧急控制方法

说明书

本发明公开了一种孤岛运行模式下的频率紧急控制方法，该方法包括以下步骤：(1)获取控制目标计算后的可调容量的上下调节容量；(2)通过获取上下调节容量计算动态调整下垂控制系数；(3)根据频率偏移与下垂控制系数计算所需调节量。本发明针对对储能电池、空调、电动汽车采用下垂控制方式，同时考虑了储能电池的SOC状态、空调和电动汽车的运行特性，在不影响居民生产生活的前提下，将储能、空调和电动汽车通过控制手段变为可调资源，参与到微电网调频服务中，以此提高了微电网的频率质量。

技术领域

本发明涉及一种孤岛运行模式下的频率紧急控制方法，属于频率紧急控制技术领域。

背景技术

现有的微电网运行控制以燃气轮机、柴油机等同步电源作为主电源，配合风电、光伏等分布式电源，共同为微电网负荷供电。由于风电、光伏受运行工况影响显著，其有功出力具有较强的波动性和随机性，且一般采用最大功率点跟踪(Maximum Power PointTracking，MPPT)控制，不参与系统频率调节，导致微电网频率波动较大，有功调节能力较弱。考虑储能电池、空调、电动汽车的调节特性，各类可调资源的调节量与自身状态和用户需求有关。对于储能电池而言，调节容量与SOC有关，其中，SOC代表荷电量(State ofCharge,SOC)，合理控制储能电池的充放电功率，使其保持良好的SOC状态，有利于提供较大的可调范围，减小电池的放电深度，延长其使用寿命，对于电动汽车而言，调节容量的确定需要考虑用户的出行需求，且保证电池的损耗程度最小。对于空调而言，调节容量的确定需要考虑用户的舒适度需要，根据当前空调的运行状态与室内温度的变化进行合理控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种孤岛运行模式下的频率紧急控制方法，以解决上述现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种孤岛运行模式下的频率紧急控制方法，该方法包括以下步骤：

(1)获取控制目标计算后的可调容量的上下调节容量；

(2)通过获取上下调节容量计算动态调整下垂控制系数；

(3)根据频率偏移与下垂控制系数计算所需调节量。

步骤(2)中动态调整下垂控制系数计算公式如下：

式中：K_droop1和K_droop2分别表示频率上调与频率下调时的下垂系数，Hz/kW；P_up和P_down分别表示控制目标的上下调节容量，kW；f_max＝50.5Hz、f_min＝49.5Hz和f_N＝50Hz分别为下垂控制的频率最大值、最小值和额定频率，Hz。

步骤(1)中控制目标包括储能电池、空调和电动汽车。

储能电池的上下调节容量确定方法：计及SOC的储能电池最大放电功率由下式计算：

式中，P_c,max、P_d,max表示计及SOC状态的储能最大充放电功率,kW；Q_SOC表示当前储能电池的SOC；a₁、a₂、b₁、b₂、c₁、c₂、d₁、d₂均为常系数。

平均调节容量如下式所示：

式中：P₀表示平均调节容量,kW。