在BHg ;若U、f處于B H區，負責一級控制的蓄電池儲能系統通過充電來吸收多余的功率，抑制和降低電壓和頻率波動幅度并處于穩定區域A中；若U、f不處于BHg，判斷U、f是否處于B Lg ;若U、f處于B展，一級控制的蓄電池儲能系統通過放電進行功率補償，滿足系統功率平衡；
[0027](4)若U、f不處于B展，判斷U、f是否處于C退；若U、f處于C退，則二級控制的柴油發電機則降低功率輸出實現系統功率平衡；若U、f不處于CHg，則判斷U、f是否處于(^區；gu、f處于q區，則二級控制的柴油發電機則增加功率輸出實現系統功率平衡；
[0028](5)重復采集U、f和P，直到判斷U、f處在A區域，達到恢復系統電壓和頻率質量的目的。
[0029]在圖1中，4為額定電網頻率50Hz，Un為系統1kV母線電壓標幺值1.00p.u.，基準值為10kV，頻率與電壓的各區范圍如下:
[0030]頻率A 區范圍:49.5Hz 彡 f■彡 50.5Hz ；
[0031]電壓A 區范圍:0.95ρ.u.U 1.08ρ.u.；
[0032]頻率B 區范圍:BL區為 49Hz ( f<49.5Hz ；B H區為 50.5Hz<f ^ 51Hz ；
[0033]電壓B 區范圍:Bl區為 0.85p.u.U<0.95p.u.;BH區為 1.08p.u.<U < 1.15p.u.；
[0034]頻率C 區范圍:Cl區為 45Hz 彡 f<49Hz ；C H區為 51Hz〈f 彡 55Hz ；
[0035]電壓C 區范圍:CL區為 0.8ρ.u.彡 U〈0.85ρ.u.；C Η區為 1.15ρ.u.〈U 彡 1.2ρ.u.。
[0036]請參閱圖3，以廣東東澳島獨立微電網的一期項目工程為例，在PSCAD中搭建風柴蓄獨立微電網系統仿真模型，該微電網系統包含有2臺柴油發電機組、2臺風力發電機組和I套蓄電池儲能系統共5個微電源，蓄電池儲能輸出的直流電經過變流器轉換為交流電后經升壓變壓器接入系統1kV母線，其它各分布式單元均直接經過升壓變壓器接入系統1kV母線，再通過降壓變壓器供給連接在LI至L5處的5個負荷。
[0037]仿真結果如圖4和圖5所示，圖4為系統頻率變化，圖5為系統電壓的變化。
[0038]由圖4可知:40s時，風力發電機組WT2 (WT為Wind Turbine)啟動，吸收系統大量有功功率，系統頻率下降，此時頻率偏差超過蓄電池儲能系統BS (BS為Energy Storage)的調節范圍，柴油發電機組增加有功功率輸出，跟隨系統凈負荷的變化，系統頻率經過短暫波動后恢復；45s時，系統凈負荷增加引起系統頻率下降，頻率偏差在BS調節范圍內，BS輸出功率完成系統的頻率調節；60s時，柴油發電機組DE2 (DE為Diesel Generator)故障跳閘，系統頻率急劇下降，在BS和柴油發電機組0民的協作下，系統頻率最終恢復額定值。
[0039]由圖5可知:40s時，WT2啟動，吸收系統大量無功功率，系統電壓下降，柴油發電機組增加無功功率輸出，跟隨系統凈負荷的變化，系統電壓經過短暫波動后恢復；60s時，DE2故障跳閘，系統電壓急劇下降，在BS和協作下，系統電壓最終恢復額定值。
[0040]仿真結果驗證了所提方法能夠有效提高獨立微電網系統電壓和頻率質量。
[0041]根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當的變更和修改。因此，本發明并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本發明的一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護范圍內。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本發明構成任何限制。
【主權項】
1.一種基于不同時間尺度的獨立微電網分層協調控制方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)根據獨立微電網系統電壓和頻率的動態特性，將電壓和頻率的波動幅度分別劃分為A、B和C三類區域，A區域表示電壓和頻率偏差在正常波動范圍，B區域表示電壓和頻率偏差稍微超出正常波動范圍，C區域表示電壓和頻率偏差嚴重超出正常波動范圍； (2)實時監控并采集獨立微電網母線上的電壓值U、頻率值f和功率P，并判斷U、f所在的區域； (3)若U、f處于A區域，則蓄電池儲能系統和柴油發電機組不參與調節；若U、f處于B區域，負責一級控制的蓄電池儲能系統參與調節以實現系統功率平衡；若U、f處于C區域，則二級控制的柴油發電機參與調節以實現系統功率平衡； (4)重復采集U、f和P，直到判斷U、f處在A區域。
2.根據權利要求1所述的基于不同時間尺度的獨立微電網分層協調控制方法，其特征在于，B區域又進一步分為Bh區域和B返±或，B H區域為B區域中高電壓和高頻率的部分，B L區域為B區域中低電壓和低頻率的部分；C區域又進一步分為Ch區域和C ^區域，Ch區域為C區域中高電壓和高頻率的部分，Q區域為C區域中低電壓和低頻率的部分。
3.根據權利要求2所述的基于不同時間尺度的獨立微電網分層協調控制方法，其特征在于，若U、f處于Bh區域，則蓄電池儲能系統通過充電來吸收多余的功率以實現系統功率平衡；SU、f處于區域，則蓄電池儲能系統通過放電進行功率補償以實現系統功率平衡；若U、f處于Ch區域，則柴油發電機降低功率輸出實現系統功率平衡；若U、f處于C ^區，則柴油發電機增加功率輸出實現系統功率平衡。
4.根據權利要求1所述的基于不同時間尺度的獨立微電網分層協調控制方法，其特征在于，針對變化幅度小、周期短的隨機性凈負荷波動分量，采用基于下垂控制的蓄電池儲能系統的一級控制，分為有功-頻率控制和無功-電壓控制兩部分，使U、f處在A區域。
5.根據權利要求1所述的基于不同時間尺度的獨立微電網分層協調控制方法，其特征在于，針對變化幅度大、周期長的沖擊性凈負荷波動分量，采用基于無差控制的柴油發電機的二級控制，主要包含調速器和自動電壓調節器，使U、f處在A區域。
【專利摘要】本發明公開了一種基于不同時間尺度的獨立微電網分層協調控制方法，包括如下步驟：(1)根據獨立微電網系統電壓和頻率的動態特性，將電壓和頻率的波動幅度分別劃分為A、B和C三類區域，A區域表示電壓和頻率偏差在正常波動范圍，B區域表示電壓和頻率偏差稍微超出正常波動范圍，C區域表示電壓和頻率偏差嚴重超出正常波動范圍；(2)實時監控并采集獨立微電網母線上的電壓值U、頻率值f和功率P，并判斷U、f所在的區域；(3)若U、f處于A區域，則蓄電池儲能系統和柴油發電機組不參與調節；若U、f處于B區域，負責一級控制的蓄電池儲能系統參與調節以實現系統功率平衡；若U、f處于C區域，則二級控制的柴油發電機參與調節以實現系統功率平衡；(4)重復采集U、f和P，直到判斷U、f處在A區域。
【IPC分類】H02J3-32, H02J3-28
【公開號】CN104810842
【申請號】CN201510170324
【發明人】雷金勇, 李鵬, 楊蘋, 喻磊, 許愛東, 郭曉斌, 許志榮, 周少雄, 馬藝瑋, 馬溪原, 王建邦
【申請人】南方電網科學研究院有限責任公司, 華南理工大學
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月10日