微網(wǎng)能量調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種配電網(wǎng)停電時微網(wǎng)的能量調(diào)節(jié)方法及 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電力系統(tǒng)領(lǐng)域，隨著對微網(wǎng)（Micro-Grid，簡稱MG，又稱微電網(wǎng)）越來越廣泛的 關(guān)注和深入的研究，微網(wǎng)并網(wǎng)與離網(wǎng)（孤島）兩種模式下的運行穩(wěn)定問題和二者間互相切 換時的平穩(wěn)過渡問題也備受關(guān)注。
[0003] 微網(wǎng)是將微型電源（簡稱微源）、儲能設(shè)備、負荷以及控制與保護系統(tǒng)整合在一 起，形成的一個單一可控的配電網(wǎng)模塊?？梢岳斫鉃?，微網(wǎng)作為一個可控模塊接入配電網(wǎng)。 微網(wǎng)可提高用戶側(cè)供電可靠性，實現(xiàn)了大規(guī)模高滲透率地接入分布式能源以及可再生能源 的有效梯級利用。當配電網(wǎng)發(fā)生故障斷電或者計劃停電時，微網(wǎng)迅速與配電網(wǎng)斷開，獨立向 內(nèi)部負荷供電，當配電網(wǎng)恢復供電后，微網(wǎng)可以再次和配電網(wǎng)并網(wǎng)運行。
[0004] 一般來說，微網(wǎng)包括兩種運行模式：并網(wǎng)運行模式和離網(wǎng)運行模式，離網(wǎng)運行狀態(tài) 就是一個孤島運行模式，此模式下微網(wǎng)單獨向其負荷供電。孤島模式主要問題是調(diào)整孤島 頻率，使之維持在額定頻率的附近。
[0005] 作為智能電網(wǎng)重要組成部分，商業(yè)樓宇型微網(wǎng)是一種較為常見的微網(wǎng)，目前在商 業(yè)樓宇型微網(wǎng)控制方面還存在一些問題，特別是當配電網(wǎng)突然停止供電時，商業(yè)樓宇型微 網(wǎng)會瞬間從并網(wǎng)模式切換至孤島模式，模式切換瞬間微網(wǎng)頻率會發(fā)生改變，而頻率的改變 會影響微源的有功出力；因此微網(wǎng)在模式切換的過渡階段經(jīng)常出現(xiàn)功率失調(diào)現(xiàn)象（即頻率 超出額定頻率的范圍），嚴重影響微網(wǎng)用戶用電的舒適度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 基于此，本發(fā)明提供一種微網(wǎng)能量調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)，能夠消除配電網(wǎng)停電時，微網(wǎng) 并網(wǎng)模式到孤島模式切換的過渡階段的功率失調(diào)問題，提高微網(wǎng)的可靠性。
[0007] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0008] 本發(fā)明一方面提供一種微網(wǎng)能量調(diào)節(jié)方法，包括步驟：
[0009] A、當微網(wǎng)由并網(wǎng)模式切換為孤島模式時，獲取微網(wǎng)的功率失調(diào)量；
[0010] B、判斷所述微網(wǎng)中的儲能備用量是否大于所述功率失調(diào)量；若是，調(diào)節(jié)所述微源 的輸出功率以使所述微網(wǎng)的功率失調(diào)量減小，如果調(diào)節(jié)后所述微網(wǎng)的功率失調(diào)量小于設(shè)定 的正常偏差量，且所述微網(wǎng)的儲能備用量大于等于設(shè)定比例，所述微網(wǎng)進入孤島運行階段， 否則，執(zhí)行步驟C;
[0011] C、執(zhí)行預設(shè)的一級負荷控制策略；所述一級負荷控制策略為調(diào)節(jié)所述微網(wǎng)中可調(diào) 型負荷的功耗量，以使所述微網(wǎng)的功率失調(diào)量減??；
[0012] D、檢測所述微網(wǎng)的功率失調(diào)量和儲能備用量；如果所述微網(wǎng)的功率失調(diào)量小于設(shè) 定的正常偏差量、且所述微網(wǎng)的儲能備用量大于等于設(shè)定比例，所述微網(wǎng)進入孤島運行階 段，否則，執(zhí)行步驟E;
[0013] E、執(zhí)行預設(shè)的二級負荷控制策略；所述二級負荷控制策略為調(diào)節(jié)所述微網(wǎng)中非可 調(diào)型負荷的連接/切斷狀態(tài)，直至所述微網(wǎng)的功率失調(diào)量小于設(shè)定的正常偏差量。
[0014] 本發(fā)明另一方面提供一種微網(wǎng)能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括第一能量調(diào)節(jié)單元，
[0015] 所述第一能量調(diào)節(jié)單元包括：
[0016] 失調(diào)檢測模塊，用于當微網(wǎng)由并網(wǎng)模式切換為孤島模式時，獲取微網(wǎng)的功率失調(diào) 量；
[0017] 微源調(diào)節(jié)模塊，用于判斷所述微網(wǎng)中儲能備用量是否大于所述功率失調(diào)量；若是， 調(diào)節(jié)所述微源的輸出功率以使所述微網(wǎng)的功率失調(diào)量減小，如果調(diào)節(jié)后所述微網(wǎng)的功率失 調(diào)量小于設(shè)定的正常偏差量，且所述微網(wǎng)的儲能備用量大于等于設(shè)定比例，所述微網(wǎng)進入 孤島運行階段，否則，啟動第一負荷調(diào)節(jié)模塊；
[0018] 所述第一負荷調(diào)節(jié)模塊，用于執(zhí)行預設(shè)的一級負荷控制策略；所述一級負荷控制 策略為調(diào)節(jié)所述微網(wǎng)中可調(diào)型負荷的功耗量，以使所述微網(wǎng)的功率失調(diào)量減?。划斠患壺?荷控制策略執(zhí)行結(jié)束時，啟動所述判定模塊；
[0019] 所述判定模塊，用于檢測所述微網(wǎng)的功率失調(diào)量和儲能備用量；如果所述微網(wǎng)的 功率失調(diào)量小于設(shè)定的正常偏差量、且所述儲能備用量大于等于設(shè)定比例，所述微網(wǎng)進入 孤島運行階段，否則，啟動第二負荷調(diào)節(jié)模塊；
[0020] 所述第二負荷調(diào)節(jié)模塊，用于執(zhí)行預設(shè)的二級負荷控制策略；所述二級負荷控制 策略為調(diào)節(jié)所述微網(wǎng)中非可調(diào)型負荷的連接/切斷狀態(tài)，直至所述微網(wǎng)的功率失調(diào)量小于 設(shè)定的正常偏差量。
[0021] 實施本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果包括：當配電網(wǎng)故障停電或者計劃停電 時，微網(wǎng)并網(wǎng)模式到孤島模式的過渡階段，首先調(diào)節(jié)采用下垂控制的微源，若無法彌補功率 失調(diào)量，再啟動分級負荷控制策略，即先后執(zhí)行一級負荷控制策略和二級負荷控制策略。負 荷分級的依據(jù)是負荷參與微網(wǎng)需求側(cè)相應的方式，可調(diào)型負荷歸于一級，切除類負荷歸于 二級，且先調(diào)節(jié)可調(diào)型負荷，以充分保證用戶使用舒適度。通過此調(diào)節(jié)機制可在盡可能短的 時間內(nèi)使微網(wǎng)頻率恢復到正常范圍，降低停電事故對微網(wǎng)的影響，也使得儲能留有備用以 應對突發(fā)事件，提高微網(wǎng)的可靠性。并且不需要增加外部設(shè)備或新的資金投入，具有很好的 經(jīng)濟性。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明一實施例微網(wǎng)能量調(diào)節(jié)方法的示意性流程圖；
[0023] 圖2是微網(wǎng)中微源/儲能設(shè)備的下垂控制曲線圖；
[0024]圖3是柔性電動汽車的充電可行域模型圖；
[0025] 圖4為商業(yè)樓宇型微網(wǎng)并網(wǎng)到孤島模式過渡階段的能量調(diào)節(jié)方法的示意性流程 圖；
[0026] 圖5是商業(yè)樓宇型微網(wǎng)孤島模式的能量調(diào)節(jié)方法的示意性流程圖；
[0027] 圖6為本發(fā)明一實施例微網(wǎng)能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0028] 為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明 實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實 施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而非全部實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范 圍。
[0029] 本發(fā)明提供一種微網(wǎng)能量調(diào)節(jié)方法，適用于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是微網(wǎng)并網(wǎng)模式 到孤島模式切換的過渡階段的能量調(diào)節(jié)；以及孤島運行階段的能量調(diào)節(jié)。本發(fā)明實施例還 提供相應的微網(wǎng)能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。以下分別進行詳細說明。
[0030] 圖1為本發(fā)明一實施例微網(wǎng)能量調(diào)節(jié)方法的示意性流程圖。如圖1中所示，所述 方法包含以下步驟S101至步驟S108,詳細說明如下：
[0031] 步驟S101、當微網(wǎng)由并網(wǎng)模式切換為孤島模式時，獲取微網(wǎng)的功率失調(diào)量；
[0032] 本實施例中，該步驟之前還包括：檢測配電網(wǎng)是否出現(xiàn)故障斷電或者計劃停電。
[0033] 在電力系統(tǒng)領(lǐng)域，判斷配電網(wǎng)是否發(fā)生停電的準則是依據(jù)IEEE STD. 1547標準制 定。IEEE STD. 1547標準中規(guī)定分布式電源（即微網(wǎng)）的并網(wǎng)點電壓在0.88p.u.-l.lp. u.之間時，分布式電源處于正常運行狀態(tài)，因此本實施例中，檢測配電網(wǎng)是否發(fā)生故障停電 或者計劃停電的準則為，如果微網(wǎng)與配電網(wǎng)的并網(wǎng)點電壓V> = 0.88p.u.，判定為配電網(wǎng)正 常運行；否則，判定為配電網(wǎng)發(fā)生停電，控制所述微網(wǎng)由并網(wǎng)模式切換為孤島模式。
[0034] 步驟S102、判斷所述微網(wǎng)中的儲能備用量是否大于所述功率失調(diào)量；若是，執(zhí)行 步驟S103,否則，執(zhí)行步驟S105 ;
[0035] 步驟S103,調(diào)節(jié)所述微源的輸出功率以使所述微網(wǎng)的功率失調(diào)量減小；
[0036] 在配網(wǎng)發(fā)生停電時，微網(wǎng)切換為孤島模式，在發(fā)生停電瞬間微網(wǎng)功率無法平衡，其 頻率也會發(fā)生法改變。由于在微源的下垂控制中，頻率與有功呈線性關(guān)系，頻率的改變會影 響微源的有功出力，因此，改變微源的輸出功率可達到補償微網(wǎng)功率失調(diào)的效果。
[0037] 例如，若停電瞬間微網(wǎng)正從配電網(wǎng)側(cè)吸收功率，則停電瞬間微網(wǎng)模式切換時出現(xiàn) 系統(tǒng)功率供少于求，功率失調(diào)量 Pd〈〇 ;若停電瞬間微網(wǎng)正向配電網(wǎng)側(cè)輸出功率，則停電瞬間 微網(wǎng)模式切換時系統(tǒng)功率供過于求，功率失調(diào)量Pd>〇。功率失調(diào)會引起微網(wǎng)頻率的變化。 由于微網(wǎng)中微源均采用下垂控制，所謂下垂控制就是選擇與傳統(tǒng)發(fā)電機相似的頻率一次下 垂特性曲線（Droop Character)作為微源的控制方式，包括分別通過P/f下垂控制和Q/V 下垂控制來獲取穩(wěn)定的頻率和電壓，即有功功率與頻率呈線性關(guān)系、無功功率與電壓幅值 呈線性關(guān)系，可以通過改變下垂控制曲線的斜率和功率參考值來改變微源的運行特性。這 種控制方法對微網(wǎng)中微源輸出的有功功率和無功功率分別進行控制，無需機組間的通信協(xié) 調(diào)，實現(xiàn)了微源即插即用和對等控制的目標，保證了孤島模式下微網(wǎng)內(nèi)功率平衡，具有簡單 可靠的特點。基于此，可通過調(diào)節(jié)微源的運行特性補償過渡階段的系統(tǒng)功率失調(diào)情況。
[0038] 優(yōu)選地，如圖2所示，設(shè)定停電瞬間微源的工作點為a點，若停電前微網(wǎng)從大電網(wǎng) (配電網(wǎng)）吸收功率，則停電瞬間系統(tǒng)功率供少于求，頻率下降，相應的工作點沿下垂控制 曲線下移至b點，此時可調(diào)大微源有功出力以彌補功率失調(diào)量；若停電前微網(wǎng)向大電網(wǎng)送 出功率，則停電瞬間系統(tǒng)功率供過于求，頻率上升，相應的工作點沿下垂控制曲線上移至b 點，此時可調(diào)小微源有功出力以彌補功率失調(diào)量?？梢?，步驟S103實際上是通過調(diào)節(jié)微源 的輸出功率以補償微網(wǎng)模式切換時的功率失調(diào)。
[0039] 步驟S104,調(diào)節(jié)后所述微網(wǎng)的功率失調(diào)量是否小于設(shè)定的正常偏差量，以及儲能 備用量是否大于等于設(shè)定比例？若均是，執(zhí)行步驟S108