CN104218612A - 基于公共连接点处一体化控制的微电网柔性并网控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于公共连接点处一体化控制的微电网柔性并网控制方法,在PCC处配置储能系统和SSTS,利用微电网与配电网公共连接点处所能采集到的完备的微电网及配电网电量信息,配合该处所配置的储能,在配电网电压暂降发生时向配电网发出无功,电压暂升时消耗多余无功,缓解电压失稳程度;配合固态切换开关,提高微电网并离网切换速度及精度。从而使得多微源微电网以最小接入方式友好接入配电网,并同时具有协助配电网穿越电压暂降故障的能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于公共连接点处一体化控制的微电网柔性并网控制方法,是一种基于公共连接点处储能与固态开关一体化控制使得微电网并离网能以最小接入技术接入配电网,且能根据反向支撑算法反哺配电网的微电网控制方法,属于分布式能源以微电网形式灵活接入配电网技术。
背景技术
微电网是一种在能量供应系统中增加可再生能源和分布式能源渗透率的新兴能量传输模式,其组成包括不同种类的分布式电源、储能系统、负荷的用户终端以及相关的测量、控制、保护装置,其作为分布式发电的高级结构形式,可以将多种分布式电源、负荷、储能有效地组织起来,同时具备与外部大电网并网运行和离网运行的能力。通常情况下,微电网与配电网并网运行,配电网为其提供电压和频率支撑,补偿功率缺额或吸纳多余功率;当配电网出现故障或者需要检修时,微电网与配电网的公共连接点(PCC)分断,微电网由并网运行模式转入离网运行模式,继续为微电网内负荷供电,提高微电网内的供电可靠性。
但可再生能源输出的间歇性、随机性等特点会对微电网造成频繁功率波动、电能质量污染等不利影响。微电网在任何时刻都需要一个频率电压基准源对微电网的运行进行支撑,失去基准源或基准源扰动将会使微电网失稳崩溃。与大型互联电网相比,微电网是一个容量较小的低全局惯量系统,抗扰动能力差,用户对供电质量要求更高,且在网络拓扑、典型机组调控、接口控制方法等方面均具有特殊性。随着微电网对配电网渗透率的提高,这些问题将会更加突出,因此,安全稳定运行对于微电网意义重大。
与此同时,微电网本身具有灵活性和快速响应的特点。分布式能源广泛存在于时空之中,可灵活地采集和获取。分布式电源多经过电力电子变换器接入微电网,其接口简单,能适应多种控制方式,在不改变拓扑的情况下,可实现多种功能的组合,达到灵活接入、退出电网的目的。除了大量以光伏和储能系统为代表的分布式电源以电力电子变换器形式接入微电网外,微电网也包含少量诸如微型燃气轮机的低转动惯量旋转设备。这些设备具有快速启停的功能,可快速适应外界条件的变化,快速响应电网管理系统的控制指令。
随着微电网技术研究的深入以及微电网渗透率的提高,微电网的运行控制不再只是简单的追求其自身稳定可靠、降低对配电网的不利影响,进而要更多的考虑微电网以柔性方式接入配电网,甚至是在配电网发生特定故障时或稳定裕度降低时,对配电网进行反哺支撑。这也标志着微电网从“负荷”时代进入“灵活可调配电源”时代。
因此,无论是满足微电网自身运行的需要,还是接入配电网的需要,亦或是对配电网反哺支撑的需要,都需要相应的控制策略及装置来满足。PCC点作为连接微电网和配网的唯一途径,是微电网离网/并网切换、与配电网互动的关键点,该处的并离网控制、稳定控制、电能质量控制、潮流控制尤为重要。
公共连接点(PCC)处具有天然的有利条件来满足上述要求,但目前的微电网PCC处方案仅包含PCC处数据采集和PCC处开关控制功能,而要实现联络线潮流调节、微电网运行模式转换、零潮流并离网切换等功能,还需要与EMS(能量管理系统)通信,进而通过能量管理系统下发指令至相应的微电源以调节微电源的有功、无功输出,改变微电网的控制方式。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的响应时延长、缺乏灵活性、可移植性差等缺陷不足,本发明提供一种基于公共连接点处一体化控制的微电网柔性并网控制方法,在PCC处重新定义一个集成了储能系统、固态切换开关的一体化控制装置,将分布式能源以微电网形式灵活接入配电网,不依赖于EMS和通信,仅通过PCC处储能和固态切换开关配合,精细化管理微电网并离网运行全流程,使得微电网以最小接入技术接入配电网,同时该微电网还能够协助配电网穿越电压暂降、骤升故障。
技术方案:为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
基于公共连接点处一体化控制的微电网柔性并网控制方法,在PCC(微电网与配电网公共连接点)处配置有微电网柔性接入配电网装置,所述微电网柔性接入配电网装置中集成有储能系统、SSTS(Solid State Transfer Switch,固态切换开关)和控制单元,所述控制单元中载有微电网并离网最小接入一体化控制方法,储能系统和SSTS受微电网并离网最小接入一体化控制方法控制;控制单元通过实时监测微电网电量信息和配电网电量信息,控制储能系统和SSTS协调配合,实现快速无缝并离网切换;微电网柔性接入配电网装置根据SSTS的状态定义微电网运行状态:若SSTS分断,则微电网处于离网运行状态,采用流程i的控制方法;若SSTS闭合,则微电网处于并网运行状态,采用流程ii的控制方法;
i:在微电网处于离网运行状态时,微电网柔性接入配电网装置运行在VF控制状态,为微电网提供频率基准和电压基准,同时对微电网进行稳定控制,具体包括:
a.微电网柔性接入配电网装置实时监测配电网的运行状态,当检测到配电网恢复供电、电能质量符合要求且保持时长达到一定时间时,储能系统VF控制的参考电压和参考频率开始与配电网预同步,使微电网电压幅值、频率和相位角逐步向配电网靠近;
b.当微电网电压和配电网电压的电压差和相角差满足并网标准时,记录当前储能系统输出的有功和无功,控制SSTS在其两侧电压差过零时刻闭合;SSTS闭合后,储能系统由VF控制切换为PQ控制,并将前述所记录的前一时刻的有功和无功数据作为储能系统PQ控制的基准,以使得联络线上不会出现功率突变,实现平滑切换;之后转入流程ii的控制;
ii:在微电网处于并网运行状态时,微电网柔性接入配电网装置运行在PQ控制状态,调节联络线潮流,并在配电网发生电压暂降或出现电压暂降趋势时向配电网发出无功,在配电网发生电压聚升或出现电压聚升趋势时消耗多余无功,缓解电压失稳程度,协调配电网穿越电压暂降、聚升故障,具体包括:
c.判断配电网电压是否偏离额定值:若没有偏离额定值,当联络线潮流超出预设值时,储能系统进行反向潮流补偿,以抑制联络线上的功率波动;若偏离额定值,且在孤岛检测判据不生效的前提下,进一步判断电压偏离状况,若电压升高则进入流程d,若电压降低则进入流程e;若偏离额定值,且孤岛检测判据生效,则进入流程f;若需要执行计划离网程序,则进入流程g;
d.在孤岛检测判据不生效的前提下,储能系统转入电压骤升趋势控制算法控制,根据电压升高程度,对处在电压骤升状态下的配电网进行逆无功支撑,所述储能系统向配电网吸纳无功,所吸纳的无功的值由电压骤升趋势无功吸纳算法确定;若配电网电压恢复至额定值则进入流程c,否则继续流程d;
e.在孤岛检测判据不生效的前提下,储能系统转入电压暂降趋势控制算法控制,根据电压降低程度,对处在电压暂降状态下的配电网进行无功支撑,所述储能系统向配电网提供无功,所发出的无功的值由电压暂降趋势无功吸纳算法确定;若配电网电压恢复至额定值则进入流程c,否则继续流程e;
f.非计划并网转离网流程:微电网柔性接入配电网装置控制SSTS在联络线电流过零时刻分断,储能系统由PQ控制切换为VF控制,转入流程i;
g.计划并网转离网流程:当微电网柔性接入配电网装置接收到计划离网指令时,根据当前联络线潮流,增发或吸收有功或无功,使得联络线上的潮流趋于零,进而控制SSTS在联络线电流过零时刻分断,储能系统由PQ控制切换为VF控制,转入流程i。
本发明在PCC处重新定义一个集成了储能系统、固态切换开关的一体化控制装置。储能装置及与之配合的固态切换开关,具有可在电流控制模式和电压控制模式间灵活切换的特点,可以方便快捷的同时掌握微电网和配电网的运行情况,在离网时维持微电网运行所需的电压幅值和频率,保证微电网的稳定运行,在并网时调节联络线潮流,协助配电网穿越电压骤升、暂降故障。固态切换开关,与传统的机械式有触点开关比较有响应快、动作精确、寿命长、工作频率高、可靠性高、使用安全、电磁干扰小等优点。
当微电网柔性接入配电网装置监测到配电网电压有骤升的趋势时,所述储能系统向配电网吸纳无功,对处在电压骤升状态下的配电网进行逆无功支撑,具体控制方法如下:
按照下式确定吸纳无功功率值:
其中:Ug为PCC处的实时电压有效值;Uref为配电网电压有效值的参考值(其典型值为220V);SOC(State Of Charge)为储能系统荷电状态(其值通常为小于1的百分数);Qmax为微电网柔性接入配电网装置当前能吸纳的最大无功功率;SOCmin为储能系统最大放电深度限值。
当微电网柔性接入配电网装置监测到配电网电压有暂降的趋势时,所述储能系统向配电网发出无功,对处在电压暂降状态下的配电网进行无功支撑,具体控制方法如下:
按照下式确定增发无功功率值:
其中:Ug为PCC处的实时电压有效值;Uref为配电网电压有效值的参考值(其典型值为220V);SOC(State Of Charge)为储能系统荷电状态(其值通常为小于1的百分数);Qmax为微电网柔性接入配电网装置当前能吸纳的最大无功功率;SOCmin为储能系统最大放电深度限值。
微电网并网运行情况时,基于储能系统与SSTS综合控制的微电网柔性接入配电网装置实时监测联络线上的潮流,即PCC处功率流动方向和大小:当联络线潮流超出预设值时,储能系统进行反向潮流补偿,以抑制联络线上的功率波动,实现微电网以最小接入方式平滑接入配电网。
该方法引入了记忆手段,当微电网处在离网运行状态时,对储能系统输出的有功和无功进行实时监测并记录,并将记录的数据作为再次并网后储能系统PQ控制的基准,即微电网从离网转换到并网,SSTS闭合,储能系统转换为PQ控制,并以前一时刻(VF控制下)储能系统的功率数据作为PQ控制的输入,实现微电网以最小接入方式平滑接入配电网。
所述微电网柔性接入配电网装置安装于PCC处,连接了微电网与配电网,是微电网接入配电网的必经通路。
所述SSTS具有分相通断功能,其内涵在于:在固态切换开关接收到闭合信号时,三相固态切换开关的每一支路分别与该支路上的固态切换开关两端的电压过零点闭合;在固态切换开关接收到分断信号时,三相固态切换开关的每一支路分别于该支路的电流过零点分断,该功能可最大限度地保障固态切换开关的安全,并降低损耗。
本发明区别于以往将微电网看作配电网中一类有巨大随机性的“负荷”的思路,而将微电网看作接入配电网的一种“灵活可调配电源”。利用储能系统具有灵活性和快速响应的特点,微电网柔性接入配电网装置及其控制方法不仅能提高微电网安全稳定运行能力,而且能抑制联络线潮流波动,协助配电网穿越电压暂降、骤升故障,缓解电压失稳程度。
有益效果:本发明提供的基于公共连接点处一体化控制的微电网柔性并网控制方法,与现有技术相比,具有如下优点:
1、本发明能更简单地解决电网并离网控制与稳定控制等微电网的基本问题。在PCC处设置储能系统,在不与其他组件交换信息、不与EMS通信的情况下,仅依靠PCC处本地采集的电量信息和固态切换开关的通断状态,就能同时感知微电网和配电网的运行状态,结合储能系统的控制模式转换和固态切换开关的通断,完成微电网防孤岛保护与并离网无缝切换的需要。
2、本发明不仅可以解决微电网自身的并离网切换和稳定控制等基本问题,而且还具有反哺支撑配电网、缓解配电网电压失稳程度的拓展功能。
3、通常情况下,微电网的随机性和不稳定性使得微电网被认为是以“负荷”的角色接入配电网,现有技术均着眼于解决微电网内部的功率波动、电能质量、供电稳定性和可靠性等问题,而没有关注微电网对配电网的支撑功能,微电网自身的灵活的特点没有突显出来。本发明利用PCC处的储能系统,通过调节其功率流向,可抑制联络线潮流波动,在配电网发生电压暂降和骤升趋势时,增发无功或吸纳无功,协助配电网穿越电压暂降、骤升故障,缓解电压失稳程度。随着微电网的普及,微电网对配电网的渗透率将逐渐提高,本发明的有益效果将更加突出。
附图说明
图1为本发明中的微电网柔性接入配电网装置的应用结构框图;
图2为本发明方法流程图;
图3为本发明涉及的储能单元VF控制框图;
图4为本发明涉及的储能单元PQ控制框图;
图5为本发明的固态切换开关通断流程图;
图6为本发明中控制单元的连接图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
基于公共连接点处一体化控制的微电网柔性并网控制方法,在PCC(微电网与配电网公共连接点)处配置有微电网柔性接入配电网装置,所述微电网柔性接入配电网装置中集成有储能系统、SSTS(Solid State Transfer Switch,固态切换开关)和控制单元,所述控制单元中载有微电网并离网最小接入一体化控制方法,储能系统和SSTS受微电网并离网最小接入一体化控制方法控制;控制单元通过实时监测微电网电量信息和配电网电量信息,控制储能系统和SSTS协调配合,实现快速无缝并离网切换。
如图1所示,为本发明的微电网柔性接入配电网装置内部结构及其与微电网的连接图,利用微电网与配电网公共连接点处所能采集到的完备的微电网及配电网电量信息,配合该处所配置的储能和固态切换开关,实现快速无缝并离网切换。
在本案中,储能系统和SSTS由控制单元统一控制;所述储能系统包括锂电池、PCS(能量转换系统)及其附属机构,所述PCS包括DC-DC变换器和DC-AC变换器,其中,DC-DC变换器采用双向拓扑,DC-AC变换器采用4对桥臂的三相四线制结构。所述固态切换开关在联络线电流过零点切断,在两侧电压过零点闭合。所述控制单元架构为DSP+FPGA结构,包括采样模块、继电器控制模块、光纤收发模块、硬件保护模块。
在本案中,储能系统不再包含BMS(电池管理系统)模块,而将传统电池系统中的电池管理功能整合到控制单元中,并由DC-DC变换器实施。
在本案中,微电网柔性接入配电网装置微电网柔性接入配电网装置所有部分整合为一体,对外只呈现出微电网侧接口、配电网侧接口和通信接口,接入配电网和微电网后,所述SSTS串联于联络线上,所述储能系统在微电网侧并联接入。
所述微电网并离网最小接入一体化控制方法,即通过实时监测微电网及配电网的电量信息,控制储能系统和SSTS协调配合,管控并离网切换过程中联络线潮流,减小微电网并离网切换对配电网的冲击,实现快速无缝并离网切换。
微电网柔性接入配电网装置根据SSTS的状态定义微电网运行状态:若SSTS分断,则微电网处于离网运行状态,采用流程i的控制方法;若SSTS闭合,则微电网处于并网运行状态,采用流程ii的控制方法;控制方法如图2所示,具体描述为:
i:在微电网处于离网运行状态时,微电网柔性接入配电网装置运行在VF控制状态,为微电网提供频率基准和电压基准,同时对微电网进行稳定控制,具体包括:
a.微电网柔性接入配电网装置实时监测配电网的运行状态,当检测到配电网恢复供电、电能质量符合要求且保持时长达到一定时间时,储能系统VF控制的参考电压和参考频率开始与配电网预同步,使微电网电压幅值、频率和相位角逐步向配电网靠近;
b.当微电网电压和配电网电压的电压差和相角差满足并网标准时,记录当前储能系统输出的有功和无功,控制SSTS在其两侧电压差过零时刻闭合;SSTS闭合后,储能系统由VF控制切换为PQ控制,并将前述所记录的前一时刻的有功和无功数据作为储能系统PQ控制的基准,以使得联络线上不会出现功率突变,实现平滑切换;之后转入流程ii的控制;
ii:在微电网处于并网运行状态时,微电网柔性接入配电网装置运行在PQ控制状态,调节联络线潮流,并在配电网发生电压暂降或出现电压暂降趋势时向配电网发出无功,在配电网发生电压聚升或出现电压聚升趋势时消耗多余无功,缓解电压失稳程度,协调配电网穿越电压暂降、聚升故障,具体包括:
c.判断配电网电压是否偏离额定值:若没有偏离额定值,当联络线潮流超出预设值时,储能系统进行反向潮流补偿,以抑制联络线上的功率波动;若偏离额定值,且在孤岛检测判据不生效的前提下,进一步判断电压偏离状况,若电压升高则进入流程d,若电压降低则进入流程e;若偏离额定值,且孤岛检测判据生效,则进入流程f;若需要执行计划离网程序,则进入流程g;
d.在孤岛检测判据不生效的前提下,储能系统转入电压骤升趋势控制算法控制,根据电压升高程度,对处在电压骤升状态下的配电网进行逆无功支撑,所述储能系统向配电网吸纳无功,所吸纳的无功的值由电压骤升趋势无功吸纳算法确定;若配电网电压恢复至额定值则进入流程c,否则继续流程d;
e.在孤岛检测判据不生效的前提下,储能系统转入电压暂降趋势控制算法控制,根据电压降低程度,对处在电压暂降状态下的配电网进行无功支撑,所述储能系统向配电网提供无功,所发出的无功的值由电压暂降趋势无功吸纳算法确定;若配电网电压恢复至额定值则进入流程c,否则继续流程e;
f.非计划并网转离网流程:微电网柔性接入配电网装置控制SSTS在联络线电流过零时刻分断,储能系统由PQ控制切换为VF控制,转入流程i;
g.计划并网转离网流程:当微电网柔性接入配电网装置接收到计划离网指令时,根据当前联络线潮流,增发或吸收有功或无功,使得联络线上的潮流趋于零,进而控制SSTS在联络线电流过零时刻分断,储能系统由PQ控制切换为VF控制,转入流程i。
如上述流程a所述,微电网在离网运行状态下,所述微电网并离网最小接入技术一体化控制装置为微电网提供电压和频率基准,此时储能系统采用VF控制。图3为储能单元VF控制框图。Vref和fref分别为电压、频率参考值,Udref、Uqref分别为电压直轴、交轴分量给定值,Ud、Uq分别为PCC点实际电压的直轴、交轴分量值。经过图示方法变换以后,得到微电网电压和频率基准。
如上述流程b所述,当微电网和配电网电压的电压差和相角满足并网标准时,记录储能系统输出的有功和无功,控制固态切换开关闭合,开关闭合后,储能系统由VF控制切换为PQ控制。并将前述所记录的有功和无功数据作为再次并网后储能系统PQ控制的基准,将该有功和无功数据作为PQ初始参数输入到控制环路中,以保障联络线上不会出现功率冲击,实现微电网以最小接入方式平滑接入配电网。
如上述流程b所述,微电网在并网运行状态下,储能系统采用PQ控制。图4为储能单元PQ控制框图。根据微电网、储能系统和配电网运行情况进行有功、无功控制。Pref和Qref分别为有功、无功功率参考值,Idref、Iqref分别为有功电流、无功电流给定值,Id、Iq分别为储能系统实际输出的有功电流、无功电流,Ud、Uq分别为PCC点实际电压在同步坐标系下的直轴、交轴分量。SPWM为脉冲生成模块。
如上述流程c所述,微电网在离网运行状态下,所述微电网并离网最小接入技术一体化控制装置实时监测联络线上的潮流,即PCC处功率流动方向和大小,当联络线潮流超出预设值时,储能系统进行反向潮流补偿,以抑制联络线上的功率波动。
如上述流程ii所述,微电网并离网最小接入技术一体化控制装置能在配电网电压发生暂降或出现电压暂降趋势时向配电网发出无功,电压骤升或出现电压骤升趋势时消耗多余无功,缓解电压失稳程度,协助配电网穿越电压暂降、骤升故障。下面对此过程进行详细描述。
1)当监测到配电网电压偏离额定值时,进入以下步骤。
2)判断电压偏离类型:
①若为降低偏离,且在孤岛检测判据不生效的前提下,即认为配电网电压有暂降的趋势,此时,所述储能系统向配电网发出无功,对处在电压暂降状态下的配电网进行无功支撑。具体控制方法如下:
按照下式确定增发无功功率值:
其中:Ug为PCC处的实时电压有效值;Uref为配电网电压有效值的参考值(其典型值为220V);SOC(State Of Charge)为储能系统荷电状态(其值通常为小于1的百分数);Qmax为微电网柔性接入配电网装置当前能吸纳的最大无功功率;SOCmin为储能系统最大放电深度限值。
②若为升高偏离,且在孤岛检测判据不生效的前提下,即认为配电网电压有骤升的趋势,此时,所述储能系统向配电网吸纳无功,对处在电压骤升状态下的配电网进行逆无功支撑。具体控制方法如下:
按照下式确定吸纳无功功率值:
其中,Ug为PCC处的实时电压有效值;Uref为配电网电压有效值的参考值(其典型值为220V);SOC(State Of Charge)为储能系统荷电状态(其值通常为小于1的百分数);Qmax为微电网柔性接入配电网装置当前能吸纳的最大无功功率;SOCmin为储能系统最大放电深度限值。
图5为固态切换开关通断流程图。本发明所述的固态切换开关分相通断的控制方法,在固态切换开关接收到闭合信号时,三相固态切换开关的每一支路分别于该支路上的固态切换开关两端的电压过零点闭合;在固态切换开关接收到分断信号时,三相固态切换开关的每一支路分别于该支路的电流过零点分断。该方法能最大限度地保障固态切换开关的安全,减小由开关动作引起的谐波和冲击,并降低开关损耗。
图6展示了控制单元各模块及其连接关系。本发明所述的控制单元包括DSP模块①、FPGA模块②、数据采集及AD转换模块③、光纤收发模块④、继电器输入输出模块⑤、硬件保护模块⑥、存储单元⑦、通信模块⑧。所述柔性并网控制方法承载于DSP模块和FPGA模块,数据采集及AD转换模块充分利用了PCC处电量信息丰富的天然优势,对配电网电压(3相)、微电网电压(3相)、联络线电流(3相)、储能PCS输出电流(3相)、储能PCS输出LC滤波器电容电流(3相)、锂电池电压、锂电池电流、直流母线电压进行采样。光纤收发模块用于建立控制策略与PCS及固态切换开关的联系,PCS及固态切换开关是所述柔性并网控制方法的主要执行单元。继电器输入输出模块用于发出继电器控制信号和接收继电器状态信号。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.基于公共连接点处一体化控制的微电网柔性并网控制方法,其特征在于:在PCC处配置有微电网柔性接入配电网装置,所述微电网柔性接入配电网装置中集成有储能系统、SSTS和控制单元,所述控制单元中载有微电网并离网最小接入一体化控制方法,储能系统和SSTS受微电网并离网最小接入一体化控制方法控制;控制单元通过实时监测微电网电量信息和配电网电量信息,控制储能系统和SSTS协调配合,实现快速无缝并离网切换;微电网柔性接入配电网装置根据SSTS的状态定义微电网运行状态:若SSTS分断,则微电网处于离网运行状态,采用流程i的控制方法;若SSTS闭合,则微电网处于并网运行状态,采用流程ii的控制方法;
i:在微电网处于离网运行状态时,微电网柔性接入配电网装置运行在VF控制状态,为微电网提供频率基准和电压基准,同时对微电网进行稳定控制,具体包括:
a.微电网柔性接入配电网装置实时监测配电网的运行状态,当检测到配电网恢复供电、电能质量符合要求且保持时长达到一定时间时,储能系统VF控制的参考电压和参考频率开始与配电网预同步,使微电网电压幅值、频率和相位角逐步向配电网靠近;
b.当微电网电压和配电网电压的电压差和相角差满足并网标准时,记录当前储能系统输出的有功和无功,控制SSTS在其两侧电压差过零时刻闭合;SSTS闭合后,储能系统由VF控制切换为PQ控制,并将前述所记录的前一时刻的有功和无功数据作为储能系统PQ控制的基准,以使得联络线上不会出现功率突变,实现平滑切换;之后转入流程ii的控制;
ii:在微电网处于并网运行状态时,微电网柔性接入配电网装置运行在PQ控制状态,调节联络线潮流,并在配电网发生电压暂降或出现电压暂降趋势时向配电网发出无功,在配电网发生电压聚升或出现电压聚升趋势时消耗多余无功,缓解电压失稳程度,协调配电网穿越电压暂降、聚升故障,具体包括:
c.判断配电网电压是否偏离额定值:若没有偏离额定值,当联络线潮流超出预设值时,储能系统进行反向潮流补偿,以抑制联络线上的功率波动;若偏离额定值,且在孤岛检测判据不生效的前提下,进一步判断电压偏离状况,若电压升高则进入流程d,若电压降低则进入流程e;若偏离额定值,且孤岛检测判据生效,则进入流程f;若需要执行计划离网程序,则进入流程g;
d.在孤岛检测判据不生效的前提下,储能系统转入电压骤升趋势控制算法控制,根据电压升高程度,对处在电压骤升状态下的配电网进行逆无功支撑,所述储能系统向配电网吸纳无功,所吸纳的无功的值由电压骤升趋势无功吸纳算法确定;若配电网电压恢复至额定值则进入流程c,否则继续流程d;
e.在孤岛检测判据不生效的前提下,储能系统转入电压暂降趋势控制算法控制,根据电压降低程度,对处在电压暂降状态下的配电网进行无功支撑,所述储能系统向配电网提供无功,所发出的无功的值由电压暂降趋势无功吸纳算法确定;若配电网电压恢复至额定值则进入流程c,否则继续流程e;
f.非计划并网转离网流程:微电网柔性接入配电网装置控制SSTS在联络线电流过零时刻分断,储能系统由PQ控制切换为VF控制,转入流程i;
g.计划并网转离网流程:当微电网柔性接入配电网装置接收到计划离网指令时,根据当前联络线潮流,增发或吸收有功或无功,使得联络线上的潮流趋于零,进而控制SSTS在联络线电流过零时刻分断,储能系统由PQ控制切换为VF控制,转入流程i。
2.根据权利要求1所述的基于公共连接点处一体化控制的微电网柔性并网控制方法,其特征在于:当微电网柔性接入配电网装置监测到配电网电压有骤升的趋势时,所述储能系统向配电网吸纳无功,对处在电压骤升状态下的配电网进行逆无功支撑,具体控制方法如下:
按照下式确定吸纳无功功率值:
其中:Ug为PCC处的实时电压有效值;Uref为配电网电压有效值的参考值;SOC为储能系统荷电状态;Qmax为微电网柔性接入配电网装置当前能吸纳的最大无功功率;SOCmin为储能系统最大放电深度限值。
3.根据权利要求1所述的基于公共连接点处一体化控制的微电网柔性并网控制方法,其特征在于:当微电网柔性接入配电网装置监测到配电网电压有暂降的趋势时,所述储能系统向配电网发出无功,对处在电压暂降状态下的配电网进行无功支撑,具体控制方法如下:
按照下式确定增发无功功率值:
其中:Ug为PCC处的实时电压有效值;Uref为配电网电压有效值的参考值;SOC为储能系统荷电状态;Qmax为微电网柔性接入配电网装置当前能吸纳的最大无功功率;SOCmin为储能系统最大放电深度限值。
4.根据权利要求1所述的基于公共连接点处一体化控制的微电网柔性并网控制方法,其特征在于:微电网并网运行情况时,基于储能系统与SSTS综合控制的微电网柔性接入配电网装置实时监测联络线上的潮流,即PCC处功率流动方向和大小:当联络线潮流超出预设值时,储能系统进行反向潮流补偿,以抑制联络线上的功率波动,实现微电网以最小接入方式平滑接入配电网。
5.根据权利要求1所述的基于公共连接点处一体化控制的微电网柔性并网控制方法,其特征在于:该方法引入了记忆手段,当微电网处在离网运行状态时,对储能系统输出的有功和无功进行实时监测并记录,并将记录的数据作为再次并网后储能系统PQ控制的基准,即微电网从离网转换到并网,SSTS闭合,储能系统转换为PQ控制,并以前一时刻储能系统的功率数据作为PQ控制的输入,实现微电网以最小接入方式平滑接入配电网。
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