CN109995051A - 一种微能源网系统电力调频控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微能源网系统电力调频控制方法及系统，所述方法包括：微能源网系统的当前频率偏移超出频偏限定值时，判断微能源网系统中的储能系统的荷电状态是否高于其自身储能的30％，若是，则利用微能源网系统中的储能系统对微能源网系统进行调频；若否，利用微能源网系统中燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频；该技术方案通过调节储能系统、光伏发电系统和空气源热泵的功率对微能源网系统进行调频，解决了传统调频方法存在的调频容量不足问题，同时提高了微能源网系统的调频效率，具备更佳的实用性和稳定性。

Description

一种微能源网系统电力调频控制方法及系统

技术领域

本发明涉及微能源网电力调频控制领域，具体涉及一种微能源网系统电力调频控制方法及系统。

背景技术

目前，集中式发电、远距离输电的互联系统是我国电力系统的主要形式，随着低碳经济和智能电网概念的提出，具备接近用户侧、环境友好优势的分布式能源受到越来越多的关注，对分布式能源进行局域整合，能有效提高能源利用效率，由此提出了微能源网的概念，但是微能源网的容量小，系统的惯性时间常数小，这些特点导致其在运行时更容易受到扰动的影响，频繁的扰动会使系统的频率失去稳定，严重的会导致系统解列，可见，频率稳定也是微能源网运行中的突出问题，由负荷控制转变为频率控制是微能源网孤立运行的关键技术，这要求分布式电源具有快速、稳定的动态响应特性，能够满足负荷的静态频率特性，以保证在电源出力和负荷变化时保持频率的稳定。微能源网缺少大电网的功率支撑，其系统的等效惯量小，且其自身的常规分布式电源调频能力有限，难以完全消除由于系统元件故障过负荷较大规模扰动引起的不平衡功率。

现有技术中利用微能源网中的微型燃气轮组实现微能源网的频率调整，但由于微型燃气轮机组存在一次调频上限，会导致调频容量不足问题，从而影响微能源网系统的稳定运行，因此亟需提供一种更合理的微能源网系统电力调频控制方法及系统。

发明内容

本发明提供一种微能源网系统电力调频控制方法及系统，其目的是通过调节微能源网系统内储能系统、光伏发电系统和空气源热泵的功率对微能源网系统进行调频，解决了传统调频方法的调频容量不足问题，提高了微能源网系统调频的效率和微能源系统运行的稳定性。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种微能源网系统电力调频控制方法及系统，其改进之处在于，包括：

判断微能源网系统的当前频率偏移是否超出频偏限定值；

若是，则根据微能源网系统中的储能系统的荷电状态，利用微能源网系统中的储能系统、燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频；

若否，则结束操作。

优选地，所述频偏限定值的取值范围为(49.5Hz，50.5Hz)。

优选地，所述根据微能源网系统中的储能系统的荷电状态，利用微能源网系统中的储能系统、燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频，包括：

若微能源网系统中的储能系统的荷电状态高于其自身储能的30％，则利用微能源网系统中的储能系统对微能源网系统进行调频；

若微能源网系统中的储能系统的荷电状态低于其自身储能的30％，利用微能源网系统中燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频。

进一步地，所述利用储能系统对微能源网系统进行调频，包括：

利用下垂系数和微能源网系统频率偏移确定储能系统的功率参考值；

将所述储能系统的功率参考值代入PI调节器，获取储能系统的d轴电流分量，并利用所述d轴电流分量调节储能系统的输出功率；

利用所述储能系统的输出功率对微能源网系统的频率进行调频。

进一步地，所述利用下垂系数和微能源网系统频率偏移确定储能系统的功率参考值，包括：

按下式确定储能系统的功率参考值P_ref：

P_ref＝P₀+kΔf

式中，Δf＝f_ref-f，f为微能源网系统实时检测频率，f_ref为微能源网系统频率参考值，Δf为微能源网系统频率偏移；P_ref为储能系统的功率参考值，p₀为储能系统蓄电池稳定状态下的初始输出功率，k为下垂系数。

进一步地，所述利用微能源网系统中燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统进行调频，包括：

若微型燃气轮机调频容量大于微能源网系统最大功率扰动，则启动所述微型燃气轮机，利用所述微型燃气轮机对微能源网系统调频；

若微型燃气轮机调频容量小于微能源网系统最大功率扰动，且微型燃气轮机的调频容量与光伏发电系统的调频容量之和大于微能源网系统最大功率扰动，则启动所述微型燃气轮机，利用所述微型燃气轮机对微能源网系统调频，并启动光伏发电系统对微能源网系统进行调频；

若微型燃气轮机调频容量小于微能源网系统最大功率扰动，且微型燃气轮机的调频容量与光伏发电系统的调频容量之和小于微能源网系统最大功率扰动，则通过切除所述空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频。

进一步地，所述启动光伏发电系统对微能源网系统进行调频，包括：

根据光伏发电系统的调频容量获取光伏发电系统的频率反馈增益参数L；

根据所述光伏发电系统频率反馈增益参数L调节光伏发电系统的有功输出；

利用所述光伏发电系统的有功输出对微能源网系统的频率进行调频。

进一步地，按下式获取光伏发电系统的调频容量：

式中，为光伏发电系统的调频容量，为微型燃气轮机组的调频容量之和，为光伏发电系统降出力后最大单台微型燃气轮机组的有功出力，p_max为系统最大扰动功率。

进一步地，所述根据光伏发电系统的调频容量获取光伏发电系统的频率反馈增益参数L，包括：

按下式获取光伏发电系统的频率反馈增益参数L：

式中，ΔP_gen＝P_real-ΔP；Δp为光伏发电系统的有功输出参考值的变化量，其初始值采用光伏发电系统的调频容量P_max为微能源网系统的最大功率扰动，P_real为微能源网系统所受到的功率扰动，Δf为微能源网系统的频率偏移，ΔP_gen为微型燃气轮机组需要承担的调频容量，n为微型燃气轮机组台数；K_i为第i台微型燃气轮机组的静态调差系数。

进一步地，所述根据所述光伏发电系统频率反馈增益参数L调节光伏发电系统的有功输出，包括：

按下式确定光伏发电系统的有功输出参考值的变化量Δp：

式中，f_ref-f＝Δf，f_ref为微能源网系统频率参考值，f为微能源网系统实时检测频率，Δf为微能源网系统频率偏移；

按下式调节光伏发电系统的有功输出：

式中，为考虑频率控制的光伏发电系统有功输出参考值，为光伏发电系统的初始有功输出。

进一步地，所述通过切除所述空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频，包括：

切除所述空气源热泵的负载功率，直至p_z＞p_s，其中，p_z为要切除的空气源热泵负载功率，p_s为经过储能系统、微型燃气轮机和光伏发电系统调频后剩余的功率扰动。

一种微能源网系统电力调频控制系统，其改进之处在于，所述系统包括：所述判断模块，用于判断微能源网系统的当前频率偏移是否超出频偏限定值，若是，则转入调频模块，若否，则转入结束模块；

所述调频模块，用于根据微能源网系统中的储能系统的荷电状态，利用微能源网系统中的储能系统、燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频；

所述结束模块，用于结束操作。

优选地，所述频偏限定值的取值范围为(49.5Hz，50.5Hz)。

优选地，所述调频模块包括：

所述判断单元，用于判断微能源网系统中的储能系统的荷电状态是否高于其自身储能的30％，若是，则转入第一调频单元，若否，则转入第二调频单元；

所述第一调频单元，用于利用微能源网系统中的储能系统对微能源网系统进行调频；

所述第二调频单元，用于利用微能源网系统中燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频。

进一步地，所述第一调频单元包括：

第一确定子单元，用于利用下垂系数和微能源网系统频率偏移确定储能系统的功率参考值；

第一功率调节子单元，用于将所述储能系统的功率参考值代入PI调节器，获取储能系统的d轴电流分量，并利用所述d轴电流分量调节储能系统的输出功率；

第一调频子单元，用于利用所述储能系统的输出功率对微能源网系统的频率进行调频。

进一步地，所述第一确定子单元，用于：

按下式确定储能系统的功率参考值P_ref：

P_ref＝P₀+kΔf

式中，Δf＝f_ref-f，f为微能源网系统实时检测频率，f_ref为微能源网系统频率参考值，Δf为微能源网系统频率偏移；P_ref为储能系统的功率参考值，p₀为储能系统蓄电池稳定状态下的初始输出功率，k为下垂系数。

进一步地，所述第二调频单元包括：

第二调频子单元，用于若微型燃气轮机调频容量大于微能源网系统最大功率扰动，则启动所述微型燃气轮机，利用所述微型燃气轮机对微能源网系统调频；

第三调频子单元，用于若微型燃气轮机调频容量小于微能源网系统最大功率扰动，且微型燃气轮机的调频容量与光伏发电系统的调频容量之和大于微能源网系统最大功率扰动，则启动所述微型燃气轮机，利用所述微型燃气轮机对微能源网系统调频，并启动光伏发电系统对微能源网系统进行调频；

第四调频子单元，用于若微型燃气轮机调频容量小于微能源网系统最大功率扰动，且微型燃气轮机的调频容量与光伏发电系统的调频容量之和小于微能源网系统最大功率扰动，则通过切除所述空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频。

进一步地，所述第三调频子单元，用于：

根据光伏发电系统的调频容量获取光伏发电系统频率反馈增益参数L；

根据所述光伏发电系统频率反馈增益参数L调节光伏发电系统的有功输出；

利用所述光伏发电系统的有功输出对微能源网系统的频率进行调频。

进一步地，按下式获取光伏发电系统的调频容量：

式中，为光伏发电系统的调频容量，为微型燃气轮机组的调频容量之和，为光伏发电系统降出力后最大单台微型燃气轮机组的有功出力，p_max为系统最大扰动功率；

按下式获取光伏发电系统的频率反馈增益参数L：

式中，ΔP_gen＝P_real-ΔP；Δp为光伏发电系统的有功输出参考值的变化量，其初始值采用光伏发电系统的调频容量P_max为微能源网系统的最大功率扰动，P_real为微能源网系统所受到的功率扰动，Δf为微能源网系统的频率偏移，ΔP_gen为微型燃气轮机组需要承担的调频容量，n为微型燃气轮机组台数；K_i为第i台微型燃气轮机组的静态调差系数。

进一步地，按下式确定光伏发电系统的有功输出参考值的变化量Δp：

式中，f_ref-f＝Δf，f_ref为微能源网系统频率参考值，f为微能源网系统实时检测频率，Δf为微能源网系统频率偏移；

按下式调节光伏发电系统的有功输出：

式中，为考虑频率控制的光伏发电系统有功输出参考值，为光伏发电系统的初始有功输出。

进一步地，所述第四调频子单元，用于：

切除所述空气源热泵的负载功率，直至p_z＞p_s，其中，p_z为要切除的空气源热泵负载功率，p_s为经过储能系统、微型燃气轮机和光伏发电系统调频后剩余的功率扰动。

与现有技术相比，本发明还具有如下有益效果：

本发明采用的技术方案通过判断微能源网系统的当前频率偏移是否超出频偏限定值，并根据微能源网系统中的储能系统的荷电状态，利用微能源网系统中的储能系统、燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频；其中，通过调节微能源网系统中的储能系统的功率实现调频，能够对系统的频率波动进行快速的调节，有效提高微能源系统的短期供电质量，通过调节微能源网系统中光伏发电系统的功率对微能源网系统进行调频，不仅充分挖掘了微能源网微型燃气轮机的备用容量，解决了系统调频容量不足的问题，结合切除空气源热泵切负载的手段，有效保证了微能源网系统的稳定运行。

附图说明

图1是本发明一种微能源网系统电力调频控制方法的流程图；

图2是本发明实施例的微能源网结构示意图；

图3是本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的下垂控制原理示意图；

图4是本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的蓄电池的控制结构示意图；

图5是本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的蓄电池控制原理示意图；

图6是本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的有储能单元参与的系统频率曲线图；

图7是本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的无储能单元参与的系统频率曲线图；

图8是本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的微型燃气轮机调速器的控制原理示意图；

图9是本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的MPPT模式下微型燃气轮机调频容量不足时系统频率曲线图；

图10是本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的光伏发电系统降出力容量计算流程图；

图11是本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的光伏运行点实现流程图；

图12是本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的光伏发电系统频率下垂控制示意图；

图13是本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的光伏出力曲线图；

图14是本发明微能源网系统电力调频控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

处于孤立运行的微能源网必须要有能保证其安全稳定运行的控制策略，其中良好的频率质量是孤立微能源网安全、稳定运行的重要保证之一。若孤立运行的微能源网在某一运行时刻发电和用电不平衡，微能源网失去了大电网的支持，没有了调节功率的支撑，此时系统频率会偏离标称频率，给微能源网中发电设备、用电设备以及保护的正常运行带来严重的危害。因此微能源网处于孤立状态时必须要有调频能力，以保证重要负荷的可靠供电和发电装置的安全运行。

微能源网系统中发电环节，用电环节，以及并网环节都需要系统频率准确且稳定。如果微能源网系统的频率高于或低于额定频率，将会破坏某些发电设备的正常运行，可能会进一步的恶化系统频率。用户负荷与系统频率也是息息相关，这与发电厂中的设备一样，频率的波动将会影响其正常运行。比如很多精密仪器的制作和加工要求更高的电能质量，频率波动会严重的影响产品的质量，甚至使加工过程不能正常工作。对于电网来说，微网若想要再安全并网并且减少对主电网的冲击，微网系统在并网之前应将微网的频率调节到额定频率，满足发电装置并网条件中频率一致的要求。因此孤立微网具有自身的调频功能是满足微网再并网条件的重要保证之一。

由于微网中的有些微能源与传统的发电源在能源经济、调节速度以及调节特性上都有很大的区别，因此按照传统电网的调频手段是不合适的，针对目前微能源网调频速度较慢，微型燃气轮机存在一次调频上限导致的调频容量不足等问题，本发明提供了一种微能源网系统电力调频控制方法及系统，下面进行说明。

当微能源网由并网状态进入孤岛状态后，系统根据自身的情形使光伏发电系统放弃MPPT模式；

图1示出了本发明实施例中微能源网系统电力调频控制方法的流程图，如图1所示，所述方法可以包括：

判断微能源网系统的当前频率偏移是否超出频偏限定值；

若是，则根据微能源网系统中的储能系统的荷电状态，利用微能源网系统中的储能系统、燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频；

若否，则结束操作；

其中，利用微能源网系统中的储能系统对微能源网系统进行频率调整分属于快速调节，为先行阶段调频；由微型燃气轮机单元实现的长期稳定调节，极限情况下协同光伏和空气源热泵实现极限情况下的调节指令，属于后续阶段调频。

图2示出了本发明实施例的微能源网结构示意图，如图2所示，所述微能源网可以包括：分布式电源模块、电力电子变流器模块、储能系统模块、交流负荷模块，所述分布式电源模块可以包括光伏发电系统，微型燃气轮机；所述微分布式电源模块为微能源网的发电部分，具体可以包括光伏发电模块、微型燃气轮机、风机发电模块等分布地点随能源分布的发电装置。其通过测量、比较系统的频率电压等数据，按照一定的控制策略控制方法调整出力以满足系统的有功无功负荷需求；所述交流负荷模块可以包括空气源热泵等；

所述电力电子变流器模块用于将分布式电源发出的直流电或交流电整流达到并网要求或者达到负荷的用电要求；具体装置可以包括：整流器，用于交流到直流的变流；逆变器，用于直流到交流的变流；交流变流器，用于交流变流；直流变流器，用于直流变流。对诸如光伏及风机等分布式电源装置一般采用控制整流器的方法控制其出力。

所述储能系统模块主要是指储能装置，可以包括抽水储能、蓄电池、飞轮储能、超级电容等，本方法所用为蓄电池，蓄电池储能适合于系统调峰、大型应急电源、可再生能源并入等大规模、大容量的应用场合，本方法中蓄电池负责在电量供大于求时存储电能在电量供小于求或负荷发生波动时释放电能来满足系统的功率需求。储能装置具有调节速度快的优点因此可以对系统频率进行快速调节；

所述交流负荷模块主要是用电客户，是系统有功功率的需求方，作为用电的主体是引起系统功率波动、频率波动的主要原因。

所述判断微能源网系统的当前频率偏移是否超出频偏限定值之前，可以包括：

根据广域测量系统的实测潮流信息，获得微能源网系统的总备用容量，实时监测微能源网系统受到的功率扰动以及常规发电机组、光伏发电系统的出力和负荷出力以及储电装置SOC情况，获得微能源网系统的总备用容量和常规发电机组的调频备用容量，通过该系统测得当前的频率波动；

我国的所述频偏限定值的取值范围为(49.5Hz，50.5Hz)；

具体地，所述根据微能源网系统中的储能系统的荷电状态，利用微能源网系统中的储能系统、燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频，可以包括：

若微能源网系统中的储能系统的荷电状态高于其自身储能的30％，则利用微能源网系统中的储能系统对微能源网系统进行调频；

若微能源网系统中的储能系统的荷电状态低于其自身储能的30％，利用微能源网系统中燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频。

选择恰当的下垂系数，由于接下来的调频措施采用下垂控制，所以要先求得下垂系数；因为不同微电源容量不同，为了确保空载运行时微能源网中各微电源之间无环流产生，不同微电源下垂特性曲线的空载频率f₀必须相同，所述微电源指指在同一种控制中的不同控制个体，比如在储能单元控制过程中的多个储能电池；

下垂系数的选取需要满足以下几个基本的约束条件：

(1)各微电源空载频率相同，即：

f₁₀＝f₂₀＝...＝f_i0＝...＝f_n0(i＝1,2...,n)

(2)当微电源有功出力为P_imax，对应的频率f_imin应不低于49.8Hz，即：

f_imin＝f_i0-k_pip_imax≥49.8

式中k_pi指容量为pi的微电源对应的下垂系数；

当微电源有功出力为P_imin，对应的频率f_imax应不高于50.2Hz，即

f_imax＝f_i0-k_pip_imin≤50.2

(3)多台容量不同的微电源并列运行时，下垂系数应满足

k_p1:k_p2:...:k_pn＝p_n1:p_n2:...:＝p_nn(i＝1,2...,j)

式中P指每台微电源的额定有功出力，P的下角标n代表额定,j代表第j个。

根据上述约束条件，结合图3示出的本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的下垂控制原理示意图，系统原本稳定运行在A点，此时系统频率为f₀，功率扰动发生后依照原来的下垂特性曲线运行点转移到B点，此时系统频率降低到f₁，需要调整下垂系数即直线的斜率。

先获得空载频率f_int。由曲线的下垂特性为f＝f₀-m₁(p-p₀)，再由图中A、B两点可以求得当前的下垂系数，

此时可以得到空载频率f_int

f_int＝f₀-m₁(p-p₀)

结合空载频率与调整后的运行点c可得需要的下垂系数

选择合适的有功频率下垂系数，即可在完成对独立运行方式下微网中不平衡功率的动态分配的同时，保证微网的频率和电压满足电能质量相关要求。得出下垂系数后，执行后续操作；

其中，所述利用储能系统对微能源网系统进行调频，可以包括：

利用下垂系数和微能源网系统频率偏移确定储能系统的功率参考值；

将所述储能系统的功率参考值代入PI调节器，获取储能系统的d轴电流分量，并利用所述d轴电流分量调节储能系统的输出功率；

利用所述储能系统的输出功率对微能源网系统的频率进行调频；

通过储能系统的蓄电池组的并网变流器直接调节输出的电磁功率，因此可以在有功扰动初期提供快速的有功支持，其对频率的动态支持的响应时间最快，

图4示出了本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的蓄电池的控制结构示意图，如图4所示，在蓄电池储能系统的整体控制结构中可以包括三个测量模块，频率控制模块及功率控制模块，所述测量模块可以包括交流电压测量模块、频率测量模块、功率测量模块；所述频率测量模块的作用是将所测得的频率送入到频率控制模块中，还将其测得的相位参考值信息反馈给逆变器；所述功率控制模块是逆变器控制策略的核心部分，通过微调逆变器输出的频率也就是调整逆变器的输出功率，以满足负荷的有功功率，并维持微网的频率稳定；所述逆变器可以是PWM逆变器。频率测量模块测量信息可以包括频率偏移和相位参考值，功率测量模块作用是直接对比电源发出功率和负荷消耗功率的平衡关系，也就是判断调频的效果。

在储能系统的下垂控制单元中，实时检测系统频率f，并将实际频率与频率参考值f_ref的求差：

Δf＝f_ref-f

差值Δf经过下垂控制器的处理后产生功率参考值P_ref1：

P_ref＝P₀+k(f_ref-f)

上式即为下垂控制表达式，所述k为下垂系数，所述p₀为蓄电池稳定状态下的初始输出功率，所述p_in为逆变器输出功率。

图5示出了本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的蓄电池控制原理示意图，如图5所示，将功率差额Δp送入PI控制器得到d轴电流分量i_dref，所述d轴电流分量是指将三相电流通过dq变换得到的电流横轴即d轴的分量；通过控制d轴电流分量快速响应外环的频差信号，改变输出电流的大小改变输出功率的大小，从而直接调节蓄电池输出的有功功率，蓄电池逆变器输出的频率仅由正弦控制波的频率决定，而与负荷的类型、大小及其波动无关。该方法通过微调逆变器输出的功率以满足负荷的有功功率，并维持微网的频率稳定。

具体地，所述利用下垂系数和微能源网系统频率偏移确定储能系统的功率参考值，可以包括：

按下式确定储能系统的功率参考值P_ref：

P_ref＝P₀+kΔf

式中，Δf＝f_ref-f，f为微能源网系统实时检测频率，f_ref为微能源网系统频率参考值，Δf为微能源网系统频率偏移；P_ref为储能系统的功率参考值，p₀为储能系统蓄电池稳定状态下的初始输出功率，k为下垂系数。

微型燃气轮机自动依据有功/频率下垂特性承担系统的不平衡功率，但由于不能直接控制其电磁功率输出，而是通过微型燃气轮机调节机械功率实现调频作用，因此其频率调节比蓄电池系统的响应时间要慢，为第二层控制。

基于下垂特性的微型燃气轮机和蓄电池在没有通信的情况下，根据各自的下垂特性曲线分担系统不平衡功率，完成一次调频任务。

判断是否满足P_gen＜P_max(P_gen微型燃气轮机调频容量，P_max系统最大功率扰动)，表明此时的燃气轮机功率容量不足以平抑系统的最大功率扰动，需要借助其他调节措施。

储能单元的逆变器响应速度快，一般为几十毫秒，因此可以在有功扰动初期提供快速的功率支持储能电池单元具有快速调频作用；图6示出了本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的有储能单元参与的系统频率曲线图；图7示出了本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的无储能单元参与的系统频率曲线图，对比图6和图7，可以发现微能源网系统电力调频控制过程中，有储能系统参与的技术方案中系统频率恢复的速度明显比无有储能系统参与的技术方案系统频率恢复得速度快；

蓄电池储能装置通过逆变器接入微网，且利用逆变器的控制系统实现蓄电池的充放电控制，从而实现微网系统的功率平衡调节；储能电池单元的调频为有差调节，频率只会调整到可系统接受的偏移范围，而不是工频值。再者，微电网长时间出现较大程度的有功缺额时，容量有限的储能单元的输出将受自身荷电状态的约束，当荷电状态低于一定的下限值时(设定储能单元的荷电状态低于自身储能的30％时)，放电动作将被终止，功率缺额导致的频率下降问题将再次出现。所以要继续执行微型燃气轮机调频。

储能单元作用短时间(约为几十秒)后，储能单元大荷电状态降低至其储能的30％，由燃气轮机实现一次频率调节。

其中，所述利用微能源网系统中燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统进行调频，可以包括：

若微型燃气轮机调频容量大于微能源网系统最大功率扰动，则启动所述微型燃气轮机，利用所述微型燃气轮机对微能源网系统调频；

若微型燃气轮机调频容量小于微能源网系统最大功率扰动，且微型燃气轮机的调频容量与光伏发电系统的调频容量之和大于微能源网系统最大功率扰动，则启动所述微型燃气轮机，利用所述微型燃气轮机对微能源网系统调频，并启动光伏发电系统对微能源网系统进行调频；

调频容量不足的情况下光伏发电系统与空气源热泵协同调频，计算光伏发电系统的降出力容量光伏发电系统的降出力容量即光伏发电系统能够参与孤立电网有功调节的容量，计算光伏发电系统和微型燃气轮机机组的调频容量之和，所述光伏与燃气轮机调频容量之和应大于孤立电网系统可能出现的最大功率扰动，即

本方法中按照系统最大功率扰动P_max不高于单台功率最大的燃气轮机的功率进行整定，即

等号左边为光伏发电系统和微型燃气轮机组的调频容量之和，等号右边为光伏发电系统降出力后最大单台微型燃气轮机组的有功出力(光伏降出力后，原本光伏的功率分摊到各个燃气轮机，等号右侧为光伏降出力后单台最大功率燃气轮机的功率，按照最大功率扰动不高于单台功率最大的燃气轮机功率的设定，等号右侧即为光伏降出力后的最大功率扰动)与系统最大扰动功率之和；m为单台功率最大的燃气轮机的有功分配份额，通常按照燃气轮机组的装机容量的比例确定，即m等于该台燃气轮机组装机容量和所有燃气轮机组装机容量之和的比例。

按照功率缺额切除微网中的正在运行的空气源热泵以尽量减小系统的有功需求，使电网频率趋于稳定。

若微型燃气轮机调频容量小于微能源网系统最大功率扰动，且微型燃气轮机的调频容量与光伏发电系统的调频容量之和小于微能源网系统最大功率扰动，则通过切除所述空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频。

微型燃气轮机直接并入微网，图8示出了本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的微型燃气轮机调速器的控制原理示意图，如图8所示，微型燃气轮机在含有比例环节的调速器的作用下控制原动机输入的机械功率，即调整燃气轮机的转速，改变发出的有功功率，从而对频率进行下垂控制；其中，k为下垂系数，ω_ref为发电机参考转速，p_m和p_e分别为发电机的机械功率和电磁功率。

利用求得的下垂系数k，ω为旋转角速度其参考值为ω_ref。微能源网系统正常运行时频率为f_ref对应的发电机旋转角速度为ω_ref出现功率扰动进而引发频率扰动时，系统频率由额定频率f_ref变为当前频率f，对应的发电机旋转角速度为ω，将当前频率与参考频率作差得差值频率Δω

Δω＝ω-ω_ref

将差值频率Δω输入微型燃气轮机的调速控制器里的比例调节器，汽轮机在调速器的作用下控制原动机输入的机械功率，从而对频率进行下垂控制。由于惯性的作用，原动机输入的机械功率变化缓慢，一般为几秒到几十秒。

图9示出了本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的MPPT模式下微型燃气轮机调频容量不足时系统频率曲线图，如图9所示，微型燃气轮机调频容量不足时系统的频率在短时间内快速降低；因此需要判断是否满足p_gen＜p_max(P_gen微型燃气轮机调频容量，P_max系统最大功率扰动)，说明此时仅靠燃气轮机已经无法平抑系统的功率扰动，采用改变光伏发电出力的方法来充分利用燃气轮机发电机组的备用容量以协调功率平衡。

获取燃气轮机实际调频容量，由于发电机组存在一次调频上限如果分配在火电机组侧的备用容量p_gen超出火电机组一次调频上限则会出现备用容量浪费，即分配在火电机组侧的备用容量无法在一次调频过程中得到充分利用；因此燃气轮机实际调频备用容量为：

具体地，所述启动光伏发电系统对微能源网系统进行调频，可以包括：

根据光伏发电系统的调频容量获取光伏发电系统的频率反馈增益参数L；根据所述光伏发电系统频率反馈增益参数L调节光伏发电系统的有功输出；利用所述光伏发电系统的有功输出对微能源网系统的频率进行调频。

图10示出了本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的光伏发电系统降出力容量计算流程图，如图10所示，根据微能源网系统的功率扰动p_max按下式获取光伏发电系统的调频容量：

式中，为光伏发电系统的调频容量，为微型燃气轮机组的调频容量之和，为光伏发电系统降出力后最大单台微型燃气轮机组的有功出力，p_max为系统最大扰动功率。

计算光伏发电系统当前时刻的最大输出功率，根据光伏列阵工程用数学模型，通过监测当前时刻的光伏发电系统的光照强度S和温度T，得到光伏发电系统当前时刻的最大输出功率

式中，U′_m＝U_m-b(T-T_ref)；为光伏发电系统当前时刻的最大输出功率，S_ref为参考光照强度，T_ref为参考温度，S_ref＝1000W/m2，T_ref＝25℃；a为电流温度系数，a＝0.0012I_sc，单位：A/℃；b为电压温度系数，b＝0.005U_oc，单位：V/℃，I_sc、U_oc、I_m、U_m分别为参考光照强度和参考温度下光伏阵列的短路电流、开路电压、最大功率点处输出电流、最大功率点处输出电压。

按下式确定光伏发电系统的目标出力P_pv：

图11示出了本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的光伏运行点实现流程图，如图11所示，光伏发电系统的输出功率P_pv由光伏列阵的输出电压U控制，控制光伏发电系统的输出功率P_pv时，由于P_pv和电压U间无准确表达式，控制时利用线性化法或二次插值法逐步逼近目标出力所对应的电压U₀，实现光伏发电系统改变出力运行，并输出功率。定功率控制时光伏发电系统存在两个运行点，根据对光伏发电系统的稳定性分析，选择电压值较大的运行点作为实际运行点。

图12示出了本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的光伏发电系统频率下垂控制示意图，如图12所示，所述根据光伏发电系统的调频容量获取光伏发电系统的频率反馈增益参数L，可以包括：

按下式获取光伏发电系统的频率反馈增益参数L：

式中，ΔP_gen＝P_real-ΔP；Δp为光伏发电系统的有功输出参考值的变化量，其初始值采用光伏发电系统的调频容量P_max为微能源网系统的最大功率扰动，P_real为微能源网系统所受到的功率扰动，Δf为微能源网系统的频率偏移，ΔP_gen为微型燃气轮机组需要承担的调频容量，n为微型燃气轮机组台数；K_i为第i台微型燃气轮机组的静态调差系数；

其中，Δp可表示为：Δp＝L·Δf，为了减小频率偏移Δf，应尽量多的发挥光伏发电系统的有功调节能力；因此，最初光伏所提供的有功支撑Δp应等于其最大的有功调节能力；

微能源网系统受到的功率扰动可以由WAMS实时监测，当功率扰动发生，光伏发电系统承担Δp的调频容量，因此微型燃气轮机组需要承担的调频容量Δp_gen可以由下式获得：

ΔP_gen＝P_real-ΔP

因此，根据微型燃气轮机组一次调频公式，微能源网系统的频率偏差Δf可以表示为：

得到：

从而得到光伏系统的频率反馈增益参数L。

所述根据所述光伏发电系统频率反馈增益参数L调节光伏发电系统的有功输出，可以包括：按下式确定光伏发电系统的有功输出参考值的变化量Δp：

式中，f_ref-f＝Δf，f_ref为微能源网系统频率参考值，f为微能源网系统实时检测频率，Δf为微能源网系统频率偏移；

按下式调节光伏发电系统的有功输出：

式中，为考虑频率控制的光伏发电系统有功输出参考值，为光伏发电系统的初始有功输出；

通过在线计算频率反馈增益参数L，实现光伏发电系统参与微能源网系统调频控制。计算得到新的频率反馈增益参数L值，此时Δf也发生变化，Δp随之变化，进而改变光伏的出力，实现调频控制，当微能源网系统频率下降，即Δf＜0时，增加，从而增加光伏的有功出力；反之，当Δf＞0时，降低，光伏减少其有功出力；其中，Δf表示微能源网系统的频率偏移；Δp为光伏发电系统的有功输出参考值的变化量；为考虑频率控制的光伏发电系统有功输出参考值，调整该值即可调整光伏发电系统的有功输出。

当系统受到的功率扰动大于系统的调频容量之和时，仅靠发电设备已无法满足系统频率要求，此时需要依据功率缺额对系统内的部分空气源热泵进行切除。

所述通过切除所述空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频，可以包括：

切除所述空气源热泵的负载功率，直至p_z＞p_s，其中，p_z为要切除的空气源热泵负载功率，p_s为经过储能系统、微型燃气轮机和光伏发电系统调频后剩余的功率扰动。

图13示出了本发明实施例微能源网系统电力调频控制方法的光伏出力曲线图，如图13所示，通过本申请的电力调频控制方法微能源网系统短时间内得到有效的提高，并保持稳定状态；

图14示出了本发明微能源网系统电力调频控制系统的结构示意图，如图14所示，所述系统可以包括：所述判断模块，用于判断微能源网系统的当前频率偏移是否超出频偏限定值，若是，则转入调频模块，若否，则转入结束模块；

所述调频模块，用于根据微能源网系统中的储能系统的荷电状态，利用微能源网系统中的储能系统、燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频；

所述结束模块，用于结束操作。

其中，所述频偏限定值的取值范围为(49.5Hz，50.5Hz)。

具体地，所述调频模块可以包括：所述判断单元，用于判断微能源网系统中的储能系统的荷电状态是否高于其自身储能的30％，若是，则转入第一调频单元，若否，则转入第二调频单元；

所述第一调频单元，用于利用微能源网系统中的储能系统对微能源网系统进行调频；

所述第二调频单元，用于利用微能源网系统中燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频。

所述第一调频单元可以包括：第一确定子单元，用于利用下垂系数和微能源网系统频率偏移确定储能系统的功率参考值；

第一功率调节子单元，用于将所述储能系统的功率参考值代入PI调节器，获取储能系统的d轴电流分量，并利用所述d轴电流分量调节储能系统的输出功率；

第一调频子单元，用于利用所述储能系统的输出功率对微能源网系统的频率进行调频。

具体地，所述第一确定子单元，用于：按下式确定储能系统的功率参考值P_ref：

P_ref＝P₀+kΔf

式中，Δf＝f_ref-f，f为微能源网系统实时检测频率，f_ref为微能源网系统频率参考值，Δf为微能源网系统频率偏移；P_ref为储能系统的功率参考值，p₀为储能系统蓄电池稳定状态下的初始输出功率，k为下垂系数。

所述第二调频单元可以包括：

第二调频子单元，用于若微型燃气轮机调频容量大于微能源网系统最大功率扰动，则启动所述微型燃气轮机，利用所述微型燃气轮机对微能源网系统调频；

第三调频子单元，用于若微型燃气轮机调频容量小于微能源网系统最大功率扰动，且微型燃气轮机的调频容量与光伏发电系统的调频容量之和大于微能源网系统最大功率扰动，则启动所述微型燃气轮机，利用所述微型燃气轮机对微能源网系统调频，并启动光伏发电系统对微能源网系统进行调频；

第四调频子单元，用于若微型燃气轮机调频容量小于微能源网系统最大功率扰动，且微型燃气轮机的调频容量与光伏发电系统的调频容量之和小于微能源网系统最大功率扰动，则通过切除所述空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频。

所述第三调频子单元，用于：

根据光伏发电系统的调频容量获取光伏发电系统频率反馈增益参数L；根据所述光伏发电系统频率反馈增益参数L调节光伏发电系统的有功输出；利用所述光伏发电系统的有功输出对微能源网系统的频率进行调频。

其中，按下式获取光伏发电系统的调频容量：

式中，为光伏发电系统的调频容量，为微型燃气轮机组的调频容量之和，为光伏发电系统降出力后最大单台微型燃气轮机组的有功出力，p_max为系统最大扰动功率；

按下式获取光伏发电系统的频率反馈增益参数L：

式中，ΔP_gen＝P_real-ΔP；Δp为光伏发电系统的有功输出参考值的变化量，其初始值采用光伏发电系统的调频容量P_max为微能源网系统的最大功率扰动，P_real为微能源网系统所受到的功率扰动，Δf为微能源网系统的频率偏移，ΔP_gen为微型燃气轮机组需要承担的调频容量，n为微型燃气轮机组台数；K_i为第i台微型燃气轮机组的静态调差系数。

其中，按下式确定光伏发电系统的有功输出参考值的变化量Δp：

式中，f_ref-f＝Δf，f_ref为微能源网系统频率参考值，f为微能源网系统实时检测频率，Δf为微能源网系统频率偏移；

按下式调节光伏发电系统的有功输出：

式中，为考虑频率控制的光伏发电系统有功输出参考值，为光伏发电系统的初始有功输出。

具体地，所述第四调频子单元，用于：切除所述空气源热泵的负载功率，直至p_z＞p_s，其中，p_z为要切除的空气源热泵负载功率，p_s为经过储能系统、微型燃气轮机和光伏发电系统调频后剩余的功率扰动。

实施例1：出现微能源网负荷需求突然升高情况：

对某孤立电网进行matlab仿真，考察储能装置，燃气轮机机组，光伏发电系统以及空气源热泵负荷等参与调频的效果。根据一般运行情况，汽轮机组的一次调频上限均为其额定有功的10％。

储能装置容量以及光伏发电系统在MPPT模式下仿真情况如表1所示；扰动发生前，扰动前负荷可以包括0.5MW的空气源热泵负荷。燃气轮机发电机组在光伏运行在MPPT模式下的出力以及调频容量情况如表2所示：

表1、仿真运行工况

扰动前负荷(单位：MW)	储能容量(单位：KW.h)	光伏MPPT(单位：MW)
			40	8000	3

表2、光伏发电系统MPPT模式下各机组出力及备用

燃气轮机	实际出力(单位：MW)	备用容量(单位：MW)	调频容量(单位：MW)
				汽轮机1	8	4	0.8
汽轮机2	8	4	0.8
				汽轮机3	12	6	1.2
汽轮机4	12	6	1.2
				总计	40	20	4

常规情况下，由WAMS测量得微能源电网系统可能受到的最大功率扰动为6MW，设置在t＝2s发生大功率扰动，此时虽然微能源电网系统的总热备用为20MW，但是由于燃气轮机组存在一次调频上限，发电机组的有功调频能力仅为4MW，分配在汽轮机组侧的热备用无法充分发挥；同时，由于光伏运行在MPPT模式，无法参与系统调频，微能源电网受到的6MW的功率扰动超出了其有功调节容量，系统频率迅速偏移并最终崩溃。

在本方法中，当系统检测到功率扰动时，根据本申请中计算下垂系数的技术方案求得下垂系数等参数，储能单元作为快速调节单元迅速获取当前功率差额，根据储能单元控制策略承担当前6MW的功率缺额，使电网频率短时间内维持稳定。

根据本申请的光伏降出力容量计算流程，WAMS监测到此时微能源电网系统中功率扰动为6M，将最大功率扰动代入式求得光伏降出力容量为2.86MW时，此时1至4号燃气轮机机组的实际有功出力分别增加0.57MW、0.57MW、0.86MW、0.86MW。此时微能源电网系统的有功调频容量可以包括光伏的2.86MW和4台汽轮机机组的4MW，总的有功调节容量为6.86MW，能够平抑其所受到的功率扰动，维持系统的频率稳定。

光伏发电系统的频率反馈增益参数L可以由式(22)计算得到，其中从而求出L＝91(设定)。孤立电网系统频率的最低值为49.4Hz，并最终稳定在50Hz左右。功率然扰动时光伏发电系统的有功输出见图13，此时光伏发电系统的有功出力从0.14MW增加到了2.14MW。

当系统收到的功率扰动7.2MW的功率扰动，此时光伏加燃气轮机的有功调频容量已无法满足功率扰动。为达到频率稳定，需要对部分空气源热泵进行切除，需要在0.5MW的空气源热泵负荷中切除0.2MW，以达到功率平衡。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (21)

1.一种微能源网系统电力调频控制方法，其特征在于，所述方法包括：

判断微能源网系统的当前频率偏移是否超出频偏限定值；

若是，则根据微能源网系统中的储能系统的荷电状态，利用微能源网系统中的储能系统、燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频；

若否，则结束操作。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频偏限定值的取值范围为(49.5Hz，50.5Hz)。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据微能源网系统中的储能系统的荷电状态，利用微能源网系统中的储能系统、燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频，包括：

若微能源网系统中的储能系统的荷电状态高于其自身储能的30％，则利用微能源网系统中的储能系统对微能源网系统进行调频；

若微能源网系统中的储能系统的荷电状态低于其自身储能的30％，利用微能源网系统中燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用储能系统对微能源网系统进行调频，包括：

利用下垂系数和微能源网系统频率偏移确定储能系统的功率参考值；

将所述储能系统的功率参考值代入PI调节器，获取储能系统的d轴电流分量，并利用所述d轴电流分量调节储能系统的输出功率；

利用所述储能系统的输出功率对微能源网系统的频率进行调频。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用下垂系数和微能源网系统频率偏移确定储能系统的功率参考值，包括：

按下式确定储能系统的功率参考值P_ref：

P_ref＝P₀+kΔf

式中，Δf＝f_ref-f，f为微能源网系统实时检测频率，f_ref为微能源网系统频率参考值，Δf为微能源网系统频率偏移；P_ref为储能系统的功率参考值，p₀为储能系统蓄电池稳定状态下的初始输出功率，k为下垂系数。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用微能源网系统中燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统进行调频，包括：

若微型燃气轮机调频容量大于微能源网系统最大功率扰动，则启动所述微型燃气轮机，利用所述微型燃气轮机对微能源网系统调频；

若微型燃气轮机调频容量小于微能源网系统最大功率扰动，且微型燃气轮机的调频容量与光伏发电系统的调频容量之和大于微能源网系统最大功率扰动，则启动所述微型燃气轮机，利用所述微型燃气轮机对微能源网系统调频，并启动光伏发电系统对微能源网系统进行调频；

若微型燃气轮机调频容量小于微能源网系统最大功率扰动，且微型燃气轮机的调频容量与光伏发电系统的调频容量之和小于微能源网系统最大功率扰动，则通过切除所述空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述启动光伏发电系统对微能源网系统进行调频，包括：

根据光伏发电系统的调频容量获取光伏发电系统的频率反馈增益参数L；

根据所述光伏发电系统频率反馈增益参数L调节光伏发电系统的有功输出；

利用所述光伏发电系统的有功输出对微能源网系统的频率进行调频。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，按下式获取光伏发电系统的调频容量：

式中，为光伏发电系统的调频容量，为微型燃气轮机组的调频容量之和，为光伏发电系统降出力后最大单台微型燃气轮机组的有功出力，p_max为系统最大扰动功率。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据光伏发电系统的调频容量获取光伏发电系统的频率反馈增益参数L，包括：

按下式获取光伏发电系统的频率反馈增益参数L：

式中，ΔP_gen＝P_real-ΔP；Δp为光伏发电系统的有功输出参考值的变化量，其初始值采用光伏发电系统的调频容量P_max为微能源网系统的最大功率扰动，P_real为微能源网系统所受到的功率扰动，Δf为微能源网系统的频率偏移，ΔP_gen为微型燃气轮机组需要承担的调频容量，n为微型燃气轮机组台数；K_i为第i台微型燃气轮机组的静态调差系数。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述光伏发电系统频率反馈增益参数L调节光伏发电系统的有功输出，包括：

按下式确定光伏发电系统的有功输出参考值的变化量Δp：

式中，f_ref-f＝Δf，f_ref为微能源网系统频率参考值，f为微能源网系统实时检测频率，Δf为微能源网系统频率偏移；

按下式调节光伏发电系统的有功输出：

式中，为考虑频率控制的光伏发电系统有功输出参考值，为光伏发电系统的初始有功输出。

11.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过切除所述空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频，包括：

切除所述空气源热泵的负载功率，直至p_z＞p_s，其中，p_z为要切除的空气源热泵负载功率，p_s为经过储能系统、微型燃气轮机和光伏发电系统调频后剩余的功率扰动。

12.一种微能源网系统电力调频控制系统，其特征在于，所述系统包括：所述判断模块，用于判断微能源网系统的当前频率偏移是否超出频偏限定值，若是，则转入调频模块，若否，则转入结束模块；

所述调频模块，用于根据微能源网系统中的储能系统的荷电状态，利用微能源网系统中的储能系统、燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频；

所述结束模块，用于结束操作。

13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述频偏限定值的取值范围为(49.5Hz，50.5Hz)。

14.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述调频模块包括：

所述判断单元，用于判断微能源网系统中的储能系统的荷电状态是否高于其自身储能的30％，若是，则转入第一调频单元，若否，则转入第二调频单元；

所述第一调频单元，用于利用微能源网系统中的储能系统对微能源网系统进行调频；

所述第二调频单元，用于利用微能源网系统中燃气轮机、光伏发电系统和空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频。

15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述第一调频单元包括：

第一确定子单元，用于利用下垂系数和微能源网系统频率偏移确定储能系统的功率参考值；

第一功率调节子单元，用于将所述储能系统的功率参考值代入PI调节器，获取储能系统的d轴电流分量，并利用所述d轴电流分量调节储能系统的输出功率；

第一调频子单元，用于利用所述储能系统的输出功率对微能源网系统的频率进行调频。

16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述第一确定子单元，用于：

按下式确定储能系统的功率参考值P_ref：

P_ref＝P₀+kΔf

式中，Δf＝f_ref-f，f为微能源网系统实时检测频率，f_ref为微能源网系统频率参考值，Δf为微能源网系统频率偏移；P_ref为储能系统的功率参考值，p₀为储能系统蓄电池稳定状态下的初始输出功率，k为下垂系数。

17.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述第二调频单元包括：

第二调频子单元，用于若微型燃气轮机调频容量大于微能源网系统最大功率扰动，则启动所述微型燃气轮机，利用所述微型燃气轮机对微能源网系统调频；

第三调频子单元，用于若微型燃气轮机调频容量小于微能源网系统最大功率扰动，且微型燃气轮机的调频容量与光伏发电系统的调频容量之和大于微能源网系统最大功率扰动，则启动所述微型燃气轮机，利用所述微型燃气轮机对微能源网系统调频，并启动光伏发电系统对微能源网系统进行调频；

第四调频子单元，用于若微型燃气轮机调频容量小于微能源网系统最大功率扰动，且微型燃气轮机的调频容量与光伏发电系统的调频容量之和小于微能源网系统最大功率扰动，则通过切除所述空气源热泵对微能源网系统的频率进行调频。

18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述第三调频子单元，用于：

根据光伏发电系统的调频容量获取光伏发电系统频率反馈增益参数L；

根据所述光伏发电系统频率反馈增益参数L调节光伏发电系统的有功输出；

利用所述光伏发电系统的有功输出对微能源网系统的频率进行调频。

19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，其中，按下式获取光伏发电系统的调频容量：

式中，为光伏发电系统的调频容量，为微型燃气轮机组的调频容量之和，为光伏发电系统降出力后最大单台微型燃气轮机组的有功出力，p_max为系统最大扰动功率；

按下式获取光伏发电系统的频率反馈增益参数L：

式中，ΔP_gen＝P_real-ΔP；Δp为光伏发电系统的有功输出参考值的变化量，其初始值采用光伏发电系统的调频容量P_max为微能源网系统的最大功率扰动，P_real为微能源网系统所受到的功率扰动，Δf为微能源网系统的频率偏移，ΔP_gen为微型燃气轮机组需要承担的调频容量，n为微型燃气轮机组台数；K_i为第i台微型燃气轮机组的静态调差系数。

20.如权利要求18所述的系统，其特征在于，其中，按下式确定光伏发电系统的有功输出参考值的变化量Δp：

式中，f_ref-f＝Δf，f_ref为微能源网系统频率参考值，f为微能源网系统实时检测频率，Δf为微能源网系统频率偏移；

按下式调节光伏发电系统的有功输出：

式中，为考虑频率控制的光伏发电系统有功输出参考值，为光伏发电系统的初始有功输出。

21.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述第四调频子单元，用于：

切除所述空气源热泵的负载功率，直至p_z＞p_s，其中，p_z为要切除的空气源热泵负载功率，p_s为经过储能系统、微型燃气轮机和光伏发电系统调频后剩余的功率扰动。