CN115833169A - 柔性负荷快速调频方法及装置 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了一种柔性负荷快速调频方法及装置，涉及负荷调频技术领域。所述方法包括：获取频率信号；根据频率信号，使DC/AC变换器和DC/DC变换器通过内部频率‑功率控制策略生成负荷功率指令信号；根据负荷功率指令信号，通过负荷灵敏度在线辨识方法以及负荷控制策略形成负荷端口的电压指令信号和/或频率指令信号；根据负荷端口的电压指令信号和/或频率指令信号，通过电压电流双闭环实现负荷功率的调节，以调节公共直流母线的电压；根据公共直流母线电压的变化，使AC/DC变换器通过母线电压调节电网频率变化，直到频率被控制在安全范围内。以此方式，可以提高调频速度，实现秒级调频响应速度，避免因惯量不足引发的交流电网频率安全问题。

Description

柔性负荷快速调频方法及装置

技术领域

本公开涉及负荷调频技术领域，尤其涉及一种柔性负荷快速调频方法及装置。

背景技术

目前，随着新能源发电持续快速发展，传统同步发电机电源在电力系统中的占比将逐步降低，大量无惯量和低惯量的新能源发电设备参与到电力系统中，导致电力系统的转动惯量持续下降，降低了电力系统抗扰动能力，可能会威胁电网的安全运行，亟需从源、网、荷、储多角度挖掘新的资源平抑电网扰动和频率波动。

近年来，同步调相机也用来增加系统惯量，对增强电力系统频率支撑具有一定效果。对于新能源比例较高的小型同步电网通过采用调相机增大系统惯量效果比较明显。但是对于大型电网频率响应效果不太明显，且运行维护相对复杂。在新能源发电方面，国内外提出了基于逆变器并网的虚拟惯量方法，即虚拟同步发电机(VSG)技术。VSG技术已从实验室走向小范围工业示范应用，VSG技术应用于风电发电，使其机组具有同步发电机特性，从而提高系统的频率特性。VSG技术与光伏发电结合可有效提升光伏发电系统的惯量水平，从而提高系统的频率特性。

然而，目前现有技术没有考虑到负荷侧。挖掘用户资源参与电网调节是一种经济可行的手段。负荷参与“源荷互动”是能源互联网新型运行模式，将大幅提升新能源电力系统的频率稳定。电力负荷需求管理和柔性控制是当前学术界和工业界研究的热点，目前现有技术主要关注负荷参与削峰填谷和新能源消纳等长时间尺度调控问题，负荷调频方面主要用于中时间尺度二次调频问题，可控性较差。

发明内容

本公开提供了一种柔性负荷快速调频方法及装置。

根据本公开的第一方面，提供了一种柔性负荷快速调频方法，包括：

获取频率信号；

根据频率信号，使DC/AC变换器和DC/DC变换器通过内部频率-功率控制策略生成负荷功率指令信号；

根据负荷功率指令信号，通过负荷灵敏度在线辨识方法以及负荷控制策略形成负荷端口的电压指令信号和/或频率指令信号；

根据负荷端口的电压指令信号和/或频率指令信号，通过电压电流双闭环实现负荷功率的调节，以调节公共直流母线的电压；

根据公共直流母线电压的变化，使AC/DC变换器通过母线电压调节电网频率变化，直到频率被控制在安全范围内。

在第一方面的一些实现方式中，根据频率信号，使DC/AC变换器和DC/DC变换器通过内部频率-功率控制策略生成负荷功率指令信号包括：

根据频率信号计算对应的角频率；

将计算得到的角频率与系统额定频率对应的角频率做差形成角频率差值；

将角频率差值与频率调节系数相乘得到对应的功率变化量；

根据功率变化量生成负荷功率指令信号。

在第一方面的一些实现方式中，根据功率变化量生成负荷功率指令信号包括：

将功率变化量与交流侧负载的额定有功功率之和减交流侧负载有功功率采样值，得到负荷功率指令信号。

在第一方面的一些实现方式中，负荷灵敏度在线辨识方法包括：

记录t_k时刻及t_k-1时刻的电压、频率及功率的值；

并代入公式

中计算参数值K_up及K_fp，其中，K_up为负荷灵敏度里的电压-功率灵敏度参数；K_fp为负荷灵敏度里的频率-功率灵敏度参数。

在第一方面的一些实现方式中，方法还包括：

根据参数值K_up及K_fp，计算最大允许频率偏差范围及电压范围内可调节负荷功率。

在第一方面的一些实现方式中，根据负荷功率指令信号，通过负荷灵敏度在线辨识方法以及负荷控制策略形成负荷端口的电压指令信号和/或频率指令信号，包括：

根据负荷灵敏度参数计算最大允许频率偏差范围及电压范围内可调节负荷功率；

根据可调节负荷功率，与负荷功率指令信号进行比较；

根据比较结果，来选择进行调压或调频实现负荷功率变化，并根据调压或调频结果形成电压指令信号和频率指令信号。

在第一方面的一些实现方式中，形成负荷端口的电压指令信号包括：

根据负荷功率指令信号，通过负荷灵敏度在线辨识方法以及负荷控制策略形成电压或频率的调节值；

根据电压或频率的调节值，与额定电压值做差形成电压指令信号。

在第一方面的一些实现方式中，根据负荷端口的电压指令信号，通过电压电流双闭环实现负荷功率的调节包括：

将交流侧dq轴电压参考值与交流侧负载的dq轴电压采样值做差形成电压差值信号；

根据电压差值信号，经过PI环节输出电感dq电流参考值；

将电感dq电流参考值与电感dq电流采样值做差形成电流差值信号；

根据电流差值信号，经过PI环节输出dq轴电压实际输出值；

根据dq轴电压实际输出值，经过2r/3s坐标变换，输出ABC三相电压输出值；

根据ABC三相电压输出值，经过PWM调制模块，对DC/AC变换器进行控制，从而调节交流侧负荷功率。

在第一方面的一些实现方式中，根据公共直流母线电压的变化，使AC/DC变换器通过母线电压调节电网频率变化包括：

根据频率信号，DC/AC变换器及DC/DC变换器控制负荷功率发生变化，使公共直流母线功率随着负荷功率的变化而变化，使电网频率随着公共直流母线功率的变化而变化。

根据本公开的第二方面，提供了一种实现权利要求1-9任一项柔性负荷快速调频的柔性负荷快速调频装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于从电网中获取实时频率；

功率计算模块，用于根据获取电网频率计算出与额定频率差值所需要的功率调节量；

负荷灵敏度在线辨识模块，用于对负荷的灵敏度参数计算；

确定模块，用于对负荷电压和频率调节进行计算，得到最终电压、频率调节方案。

本公开提供了一种柔性负荷快速调频的方法，可以充分利用负荷侧的资源，对负荷群实施电压和频率的快速微调，在不影响正常供电的条件下使负荷跟随电网频率的变化而实时调节，实现源荷互动的运行模式，提高电力系统源侧的可控性，有效平抑频率扰动。与现有技术相比，本发明提出的方法调频速度快，可以实现秒级调频响应速度，避免因惯量不足引发的交流电网频率安全问题，为新能源大规模并网提供频率安全保障。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1为本公开实施例提供的一种柔性负荷快速调频方法的实现流程图；

图2为DC/AC变换器和DC/DC变换器其内部频率-功率控制策略流程图；

图3为负荷灵敏度在线辨识方法流程图；

图4为柔性负荷控制设备的功能结构图；

图5为本公开实施例的频率变化图；

图6为本公开实施例的电压变化图；

图7为本公开实施例的功率变化图；

图8为本公开实施例提供的一种柔性负荷快速调频装置的结构示意图；

图9为本公开实施例提供的终端的示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本公开中，提供了一种柔性负荷快速调频的方法，可以充分利用负荷侧的资源，对负荷群实施电压和频率的快速微调，在不影响正常供电的条件下使负荷跟随电网频率的变化而实时调节，实现源荷互动的运行模式，提高电力系统源侧的可控性，有效平抑频率扰动。

图1为本公开实施例提供的一种柔性负荷快速调频方法的实现流程图。

如图1所示，柔性负荷快速调频方法包括：

S101:获取频率信号。

S102:根据频率信号，使DC/AC变换器和DC/DC变换器通过内部频率-功率控制策略生成负荷功率指令信号。

图2为DC/AC变换器和DC/DC变换器其内部频率-功率控制策略流程图。

如图2所示，在S102中，根据频率信号，使DC/AC变换器和DC/DC变换器通过内部频率-功率控制策略生成负荷功率指令信号包括：

S201:根据频率信号计算对应的角频率；

S202:将计算得到的角频率与系统额定频率对应的角频率做差形成角频率差值；

S203:将角频率差值与频率调节系数相乘得到对应的功率变化量；

S204:根据功率变化量生成负荷功率指令信号。

根据本公开的实施例，根据频率信号容易得知频率、周期等信息，从而可以容易的计算得到角频率。因此，根据角频率差值计算功率变化量，计算方式简单，计算结果准确，生成的负荷功率指令信号可信度高。

在一些实施例中，根据功率变化量生成负荷功率指令信号包括：

将功率变化量与交流侧负载的额定有功功率之和减交流侧负载有功功率采样值，得到负荷功率指令信号。

根据本公开的实施例，根据简单的加减算法得到负荷功率指令信号，计算方式简单且准确性高。

S103:根据负荷功率指令信号，通过负荷灵敏度在线辨识方法以及负荷控制策略形成负荷端口的电压指令信号和/或频率指令信号。

在S103中，负荷灵敏度在线辨识方法包括：

记录t_k时刻及t_k-1时刻的电压、频率及功率的值；

并代入公式

及

中计算参数值K_up及K_fp，其中，K_up为负荷灵敏度里的电压-功率灵敏度参数；K_fp为负荷灵敏度里的频率-功率灵敏度参数。

图3为负荷灵敏度在线辨识方法流程图。

如图3所示，若进行负荷辨识，则记录t₀时刻电压、频率、负荷功率，k＝1；

令t_k＝t_k-1+△k；

记录t_k-1、t_k时刻数据带入公式，计算t_k-1-t_k段的电压、频率特征系数；

若扰动结束，则负荷辨识完成，若扰动未结束，则令k＝k+1，重新计算t_k，直至扰动结束。

根据本公开的实施例，由于参数值K_up及K_fp与电压、频率及功率相关，因此将相邻两时刻的参数值K_up及K_fp作为频率-功率灵敏度参数，可以对负荷灵敏度有清晰的认知。

在一些实施例中，方法还包括：

根据参数值K_up及K_fp，计算最大允许频率偏差范围及电压范围内可调节负荷功率。

根据本公开的实施例，由于参数值K_up及K_fp与电压、频率及功率相关，因此根据这两个参数值计算最大允许频率偏差范围及电压范围内可调节负荷功率，符合电压及频率实际情况。

在S103中，根据负荷功率指令信号，通过负荷灵敏度在线辨识方法以及负荷控制策略形成负荷端口的电压指令信号和/或频率指令信号，包括：

根据负荷灵敏度参数计算最大允许频率偏差范围及电压范围内可调节负荷功率；

根据可调节负荷功率，与负荷功率指令信号进行比较；

根据比较结果，来选择进行调压或调频实现负荷功率变化，并根据调压或调频结果形成电压指令信号和频率指令信号。

根据本公开的实施例，对负荷功率进行调压或调频，可以较为容易且安全的使公共直流母线的电压发生变换，便于后续调节母线电压调节电网频率变化，从而形成闭环，直到频率被控制在规定范围内。

在S103中，形成负荷端口的电压指令信号包括：

根据负荷功率指令信号，通过负荷灵敏度在线辨识方法以及负荷控制策略形成电压或频率的调节值；

根据电压或频率的调节值，与额定电压值做差形成电压指令信号。

根据本公开的实施例，负荷端口具有变压和变频功能，能够根据电网调频对负荷群增减功率的需要改变负荷端口的输出。根据电压或频率的调节值，与额定电压值做差形成电压指令信号，便于后续调节公共直流母线的电压。

S104:根据负荷端口的电压指令信号和/或频率指令信号，通过电压电流双闭环实现负荷功率的调节，以调节公共直流母线的电压。

在S104中，根据负荷端口的电压指令信号，通过电压电流双闭环实现负荷功率的调节包括：

将交流侧dq轴电压参考值与交流侧负载的dq轴电压采样值做差形成电压差值信号；

根据电压差值信号，经过PI环节输出电感dq电流参考值；

将电感dq电流参考值与电感dq电流采样值做差形成电流差值信号；

根据电流差值信号，经过PI环节输出dq轴电压实际输出值；

根据dq轴电压实际输出值，经过2r/3s坐标变换，输出ABC三相电压输出值；

根据ABC三相电压输出值，经过PWM调制模块，对DC/AC变换器进行控制，从而调节交流侧负荷功率。

具体而言，在该种控制方案中，电压外环环节将给定电压与反馈电压做差后送入PI调节器，由该PI环节产生内环电流控制的参考值。利用内环生成电压参考值经过坐标变换进行PWM调制来产生开关管控制信号从而调节端口电压和频率。闭环的值都为dq坐标系下的值，dq轴值是通过三相信号采样值进行转化的，即三相静止坐标到两相旋转坐标的转化(3s/2r)。一般是将三相静止坐标转换到两相静止坐标系αβ坐标系，然后将两相静止坐标在转换到两相旋转坐标系dq坐标系。其转换矩阵如下：

式中，θ为d轴与α轴的夹角。

根据本公开的实施例，根据电压差值信号、电流差值信号等进行双闭环，从而使公共直流母线的电压发生变换；便于AC/DC变换器通过母线电压调节电网频率变化，从而形成闭环以控制频率。

S105:根据公共直流母线电压的变化，使AC/DC变换器通过母线电压调节电网频率变化，直到频率被控制在安全范围内。

在在S105中，根据公共直流母线电压的变化，使AC/DC变换器通过母线电压调节电网频率变化包括：

根据频率信号，DC/AC变换器及DC/DC变换器控制负荷功率发生变化，使公共直流母线功率随着负荷功率的变化而变化，使电网频率随着公共直流母线功率的变化而变化。

根据本公开的实施例，根据公共直流母线电压的变化，DC/AC变换器及AC/DC变换器通过母线电压调节电网频率变化，从而形成闭环，以实现频率调节至安全范围内。

图4为柔性负荷控制设备的功能结构图。

如图4所示，在一个具体实施例中，对于本公开搭建的系统仿真模型，基准功率为100kW，负荷功率标幺值为0.625pu，负荷最大频率调节范围为±0.2Hz，电压调节范围为±0.05pu。通过负荷灵敏度在线辨识方法得到的负荷灵敏度里的电压-功率灵敏度为1.95，频率-功率灵敏度为-0.25。负荷初始稳态电压标幺值为1，频率为50Hz，则在最大频率调节范围(±0.2Hz)和电压调节范围(±0.05pu)内，对应可调节负荷区间占总负荷的6.2％，相比较仅考虑电压调节，可实现6.1％的调节区间增大了0.1％的可调节容量。当电网频率变化，通过内部频率-功率控制策略生成负荷功率指令信号计算出有功功率需求为-0.05pu。

图5为本公开实施例的频率变化图。

图6为本公开实施例的电压变化图。

图7为本公开实施例的功率变化图。

负荷侧交流电压、频率波形及负荷有功功率跟踪情况如图5所示。

如图5所示：在1.5秒加入频率小扰动持续1秒，通过此扰动可以计算出频率-功率灵敏度。6-8秒为实际频率调节的大小。

如图6所示：在3秒加入电压小扰动持续2秒，通过此扰动可以计算出电压-功率灵敏度。6-8秒为实际电压调节的大小。

如图7所示：1.5-2.5秒为施加频率扰动时的功率变化，3-5秒为施加电压扰动时的功率变化，6-8秒为实际调节时的功率变化。

综上所述，本公开的柔性负荷快速调频的方法，是通过负荷功率与频率的关系即随电网频率的下降来降低负荷功率，随电网频率的升高要加大负荷功率的关系，从系统中获取频率信号；根据反馈的频率信号，DC/AC变换器及DC/DC变换器通过其内部控制策略控制负荷端口电压、频率；根据负荷端口电压、频率，进行负荷功率的调节，从而使公共直流母线的电压发生变换；根据公共直流母线电压的变化，AC/DC变换器通过母线电压调节电网频率变化，从而形成闭环，直到频率被控制在规定范围内。本公开基于电力电子技术的多端口柔性负荷快速调频控制设备，控制设备具有并网端口用来接入电网，能够按一定响应特性响应电网频率，快速实施功率调节；具有多个交直流负荷端口用于柔性负荷群的接入。负荷端口具有变压和变频功能，能够根据电网调频对负荷群增减功率的需要改变负荷端口的输出。能够充分利用柔性负荷资源，改善新型电力系统惯量不足引发的频率安全问题。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。

以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。

图8为本公开实施例提供的一种柔性负荷快速调频装置的结构示意图。

如图8所示，柔性负荷快速调频装置包括：

获取模块801，用于从电网中获取实时频率；

功率计算模块802，用于根据获取电网频率计算出与额定频率差值所需要的功率调节量；

负荷灵敏度在线辨识模块803，用于对负荷的灵敏度参数计算；

确定模块804，用于对负荷电压和频率调节进行计算，得到最终电压、频率调节方案。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

图9是本公开实施例提供的终端的示意图。如图9所示，该实施例的终端9包括：处理器90、存储器91以及存储在所述存储器91中并可在所述处理器90上运行的计算机程序92。所述处理器90执行所述计算机程序92时实现上述各个数字孪生运行驱动的配电网规划方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至步骤105。所述处理器90执行所述计算机程序92时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图8所示模块/单元801至804的功能。

示例性的，所述计算机程序92可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器91中，并由所述处理器90执行，以完成本公开。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序92在所述终端9中的执行过程。例如，所述计算机程序92可以被分割成图8所示模块/单元801至804。

所述终端9可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端9可包括，但不仅限于，处理器90、存储器91。本领域技术人员可以理解，图9仅仅是终端9的示例，并不构成对终端9的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器90可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器91可以是所述终端9的内部存储单元，例如终端9的硬盘或内存。所述存储器91也可以是所述终端9的外部存储设备，例如所述终端9上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器91还可以既包括所述终端9的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器91用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器91还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开的范围。

在本公开所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本公开各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本公开实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个数字孪生运行驱动的配电网规划方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柔性负荷快速调频方法，其特征在于，包括：

获取频率信号；

根据所述频率信号，使DC/AC变换器和DC/DC变换器通过内部频率-功率控制策略生成负荷功率指令信号；

根据所述负荷功率指令信号，通过负荷灵敏度在线辨识方法以及负荷控制策略形成负荷端口的电压指令信号和/或频率指令信号；

根据所述负荷端口的电压指令信号和/或频率指令信号，通过电压电流双闭环实现负荷功率的调节，以调节公共直流母线的电压；

根据公共直流母线电压的变化，使AC/DC变换器通过母线电压调节电网频率变化，直到频率被控制在安全范围内。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述频率信号，使DC/AC变换器和DC/DC变换器通过内部频率-功率控制策略生成负荷功率指令信号包括：

根据频率信号计算对应的角频率；

将计算得到的角频率与系统额定频率对应的角频率做差形成角频率差值；

将所述角频率差值与频率调节系数相乘得到对应的功率变化量；

根据功率变化量生成负荷功率指令信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据功率变化量生成负荷功率指令信号包括：

将功率变化量与交流侧负载的额定有功功率之和减交流侧负载有功功率采样值，得到负荷功率指令信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负荷灵敏度在线辨识方法包括：

记录t_k时刻及t_k-1时刻的电压、频率及功率的值；

并代入公式

及

中计算参数值K_up及K_fp，其中，K_up为负荷灵敏度里的电压-功率灵敏度参数；K_fp为负荷灵敏度里的频率-功率灵敏度参数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据参数值K_up及K_fp，计算最大允许频率偏差范围及电压范围内可调节负荷功率。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述负荷功率指令信号，通过负荷灵敏度在线辨识方法以及负荷控制策略形成负荷端口的电压指令信号和/或频率指令信号，包括：

根据负荷灵敏度参数计算最大允许频率偏差范围及电压范围内可调节负荷功率；

根据可调节负荷功率，与负荷功率指令信号进行比较；

根据比较结果，来选择进行调压或调频实现负荷功率变化，并根据调压或调频结果形成电压指令信号和频率指令信号。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成负荷端口的电压指令信号包括：

根据负荷功率指令信号，通过负荷灵敏度在线辨识方法以及负荷控制策略形成电压或频率的调节值；

根据电压或频率的调节值，与额定电压值做差形成电压指令信号。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述负荷端口的电压指令信号，通过电压电流双闭环实现负荷功率的调节包括：

将交流侧dq轴电压参考值与交流侧负载的dq轴电压采样值做差形成电压差值信号；

根据电压差值信号，经过PI环节输出电感dq电流参考值；

将电感dq电流参考值与电感dq电流采样值做差形成电流差值信号；

根据电流差值信号，经过PI环节输出dq轴电压实际输出值；

根据dq轴电压实际输出值，经过2r/3s坐标变换，输出ABC三相电压输出值；

根据ABC三相电压输出值，经过PWM调制模块，对DC/AC变换器进行控制，从而调节交流侧负荷功率。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据公共直流母线电压的变化，使AC/DC变换器通过母线电压调节电网频率变化包括：

根据频率信号，DC/AC变换器及DC/DC变换器控制负荷功率发生变化，使公共直流母线功率随着负荷功率的变化而变化，使电网频率随着公共直流母线功率的变化而变化。

10.一种实现权利要求1-9任一项柔性负荷快速调频的柔性负荷快速调频装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于从电网中获取实时频率；

功率计算模块，用于根据获取电网频率计算出与额定频率差值所需要的功率调节量；

负荷灵敏度在线辨识模块，用于对负荷的灵敏度参数计算；

确定模块，用于对负荷电压和频率调节进行计算，得到最终电压、频率调节方案。

Images