CN116646926A - 一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法，所述方法包括下列步骤：S1、对柴油发电机进行第一条件判断；S2、当柴油发电机处于第一条件状态时，采集所述柴油发电机的电压以及频率，进行阈值区间判断，根据不同的区间判断结果，执行不同的策略；S3、基于策略执行结果，判断所述柴油发电机形成新的供需平衡，若否，重复步骤S1‑S3，本发明考虑了孤岛微电网中柴发重载轻载情况下，首先利用储能进行快速调节支撑，能够更快的恢复频率和电压的稳定，而当频率电压进一步恶化加剧时，使用切机或减载等极端手段，尽可能避免系统的垮网。

Description

一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法
技术领域
本发明涉及微电网调节技术领域，尤其涉及一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法。
背景技术
为应对功率波动和高低频压事故，系统一般都会保留一定的旋转备用，通过一次调频和一次调压快速释放旋转备用以应对频率及电压的升降。同时，系统中一般都配有紧急控制策略，在大的不平衡功率出现时，由故障信息直接触发紧急控制措施来控制高频高压或低频低压事故，当系统配置的紧急控制措施量不足以应对出现的不平衡功率时，将触发系统中配置的第三道防线控制措施动作，避免系统频率的崩溃。对于基于就地频率监测信息响应的电气设备，频率及电压分布特性可能致使装置不能按照设计的理想状态动作，有可能产生连锁故障，导致全系统不可控的无序响应。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法，所述方法包括下列步骤：
S1、对柴油发电机进行第一条件判断；
S2、当柴油发电机处于第一条件状态时，采集所述柴油发电机的电压以及频率，进行阈值区间判断，根据不同的区间判断结果，执行不同的策略，其具体包括；
S201、当所述柴油发电机的电压以及频率满足第一区间时，所述柴油发电机执行紧急调频调压策略；
S201、当所述柴油发电机的电压以及频率满足第二区间时，所述柴油发电机执行高压高周切机策略；
S201、当所述柴油发电机的电压以及频率满足第三区间时，所述柴油发电机执行低压低周减载策略；
S201、当所述柴油发电机的电压以及频率满足第四区间时，所述柴油发电机执行主电源经济运行模式；
S3、基于策略执行结果，判断所述柴油发电机形成新的供需平衡，若否，重复步骤S1-S3。
可选的，对柴油发电机进行第一条件判断，具体包括：若柴油发电机的负载率大于70％Pdg，且持续持续超过100ms，所述柴油发电机满足第一条件。
可选的，所述柴油发电机的电压以及频率满足第一区间时，具体包括：当系统电压处于VH-Vmax及系统频率处于FreqH-Freqmax，或系统电压处于VH-Vmin及系统频率处于FreqL-Freqmin，所述柴油发电机执行紧急调频调压策略。
可选的，所述柴油发电机的电压以及频率满足第二区间时，所述柴油发电机执行高压高周切机策略，具体包括：当系统电压处于Vmax-Vllimit及系统频率处于Freqmax-Fhlimit，所述柴油发电机执行高压高周切机策略。
可选的，所述柴油发电机的电压以及频率满足第三区间时，所述柴油发电机执行高压高周切机策略，具体包括：当系统电压处于Vmin-Vllimit及系统频率处于Freqmin-Fllimit，所述柴油发电机执行低压低周减载策略。
可选的，所述柴油发电机的电压以及频率满足第四区间时，所述柴油发电机执行高压高周切机策略，具体包括：当系统电压处于VL-VH及系统频率处于FreL-FreqH，所述柴油发电机柴发主电源经济运行模式。
可选的，所述紧急调频调压策略包括：当频率过低，储能放出过多的有功功率，当频率过高，储能吸收过多的有功功率，当电压过低，储能放出过多的无功功率，当电压过高，储能吸收过多的无功功率。
可选的，所述高压高周切机策略包含3轮切机动作，当电压高于高压第1轮限值，执行第1轮切机；当电压高于高压第2轮限值，执行第2轮切机；当电压高于高压第3轮限值，执行第3轮切机；当频率高于高周第1轮限值，执行第1轮切机；当频率高于高周第2轮限值，执行第2轮切机；当频率高于高周第3轮限值，执行第3轮切机。
可选的，所述低压低周减载策略包含3轮减载动作，当电压低于低压第1轮限值，执行第1轮减载；当电压低于低压第2轮限值，执行第2轮减载；当电压低于低压第3轮限值，执行第3轮减载；当频率低于低周第1轮限值，执行第1轮减载；当频率低于低周第2轮限值，执行第2轮减载；当频率低于低周第3轮限值，执行第3轮减载。
可选的，所述柴油发电机形成新的供需平衡的判断标准为所有发电设备的输出功率等于负载总和。
与现有技术相比，本发明达到的有益效果如下：
本发明提供一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法，考虑了孤岛微电网中柴发重载轻载情况下，首先利用储能进行快速调节支撑，能够更快的恢复频率和电压的稳定，而当频率电压进一步恶化加剧时，使用切机或减载等极端手段，尽可能避免系统的垮网。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法的流程图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
参见图1，一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法，所述方法包括下列步骤：
S1、对柴油发电机进行第一条件判断；
S2、当柴油发电机处于第一条件状态时，采集所述柴油发电机的电压以及频率，进行阈值区间判断，根据不同的区间判断结果，执行不同的策略，其具体包括；
S201、当所述柴油发电机的电压以及频率满足第一区间时，所述柴油发电机执行紧急调频调压策略；
S201、当所述柴油发电机的电压以及频率满足第二区间时，所述柴油发电机执行高压高周切机策略；
S201、当所述柴油发电机的电压以及频率满足第三区间时，所述柴油发电机执行低压低周减载策略；
S201、当所述柴油发电机的电压以及频率满足第四区间时，所述柴油发电机执行主电源经济运行模式；
S3、基于策略执行结果，判断所述柴油发电机形成新的供需平衡，若否，重复步骤S1-S3。
具体的，在步骤S1中，对柴油发电机进行第一条件判断，具体包括：若柴油发电机的负载率大于70％Pdg，且持续持续超过100ms，所述柴油发电机满足第一条件。
具体的，所述柴油发电机的电压以及频率满足第一区间时，具体包括：当系统电压处于VH-Vmax及系统频率处于FreqH-Freqmax，或系统电压处于VH-Vmin及系统频率处于FreqL-Freqmin，所述柴油发电机执行紧急调频调压策略。
示例性的，在本发明的一些实施方式中，VH＝1.05，Vmax＝1.1，FreqH＝50.5Hz，Freqmax＝51Hz，VL＝0.95，Vmin＝0.9，FreqL＝49.5Hz，Freqmin＝49Hz。
具体的，所述柴油发电机的电压以及频率满足第二区间时，所述柴油发电机执行高压高周切机策略，具体包括：当系统电压处于Vmax-Vllimit及系统频率处于Freqmax-Fhllmit，所述柴油发电机执行高压高周切机策略。
示例性的，在本发明的一些实施方式中，Vmax＝1.1，Vhlimit＝1.2，Freqmax＝51Hz，Freqhlimit＝55Hz。
具体的，所述柴油发电机的电压以及频率满足第三区间时，所述柴油发电机执行高压高周切机策略，具体包括：当系统电压处于Vmin-Vllimit及系统频率处于Freqmin-Fllimit，所述柴油发电机执行低压低周减载策略。
示例性的，本发明的一些实施方式中，Vmin＝0.9，Vllimit＝0.75，Freqmin＝49Hz，Fllimit＝45Hz。
具体的，所述柴油发电机的电压以及频率满足第四区间时，所述柴油发电机执行高压高周切机策略，具体包括：当系统电压处于VL-VH及系统频率处于FreL-FreqH，所述柴油发电机柴发主电源经济运行模式。
示例性的，本发明的一些实施方式中，VL＝0.95，VH＝1.05，FreL＝49.5Hz，FreqH＝50.5Hz。
具体的，所述紧急调频调压策略包括：当频率过低，储能放出过多的有功功率，当频率过高，储能吸收过多的有功功率，当电压过低，储能放出过多的无功功率，当电压过高，储能吸收过多的无功功率。
检测到频率和电压高于额定值，通过频率电压控制器检测频率变化率、频率、电压变化率、电压幅值，计算生成储能参考功率。在本实例中，设置一次调频系数mf为20，频率变化率调节增益Kdf为50，时间常数Tdf为0.01，一次调压系数mu为10，电压变化率调节增益为30，时间常数TdV为0.01。
具体的，所述高压高周切机策略包含3轮切机动作，当电压高于高压第1轮限值，执行第1轮切机；当电压高于高压第2轮限值，执行第2轮切机；当电压高于高压第3轮限值，执行第3轮切机；当频率高于高周第1轮限值，执行第1轮切机；当频率高于高周第2轮限值，执行第2轮切机；当频率高于高周第3轮限值，执行第3轮切机。
示例性的，高压第1轮限值为1.1，高压第2轮限值为1.15，高压第3轮限值为1.2，高周第1轮限制为51Hz，高周第2轮限制为51.5Hz，高周第3轮限制为52Hz，同时设置第1轮动作时间为0s，第2轮动作时间为0.2s，第3轮动作时间为0.5s。
例如当系统的频率为51.2Hz，电压为1.13时，按照此时系统频率和电压，需进行1轮切机，按照功率源优先级进行轮切。
具体的，所述低压低周减载策略包含3轮减载动作，当电压低于低压第1轮限值，执行第1轮减载；当电压低于低压第2轮限值，执行第2轮减载；当电压低于低压第3轮限值，执行第3轮减载；当频率低于低周第1轮限值，执行第1轮减载；当频率低于低周第2轮限值，执行第2轮减载；当频率低于低周第3轮限值，执行第3轮减载。
具体的，所述柴油发电机形成新的供需平衡的判断标准为所有发电设备的输出功率等于负载总和，此时储能退出紧急控制策略，其储能退出紧急控制策略的速度为：25kW/s。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
S1、对柴油发电机进行第一条件判断；
S2、当柴油发电机处于第一条件状态时，采集所述柴油发电机的电压以及频率，进行阈值区间判断，根据不同的区间判断结果，执行不同的策略，其具体包括；
S201、当所述柴油发电机的电压以及频率满足第一区间时，所述柴油发电机执行紧急调频调压策略；
S201、当所述柴油发电机的电压以及频率满足第二区间时，所述柴油发电机执行高压高周切机策略；
S201、当所述柴油发电机的电压以及频率满足第三区间时，所述柴油发电机执行低压低周减载策略；
S201、当所述柴油发电机的电压以及频率满足第四区间时，所述柴油发电机执行主电源经济运行模式；
S3、基于策略执行结果，判断所述柴油发电机形成新的供需平衡，若否，重复步骤S1-S3。
2.根据权利要求1所述的一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法，其特征在于，对柴油发电机进行第一条件判断，具体包括：若柴油发电机的负载率大于70％Pdg，且持续持续超过100ms，所述柴油发电机满足第一条件。
3.根据权利要求2所述的一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法，其特征在于，所述柴油发电机的电压以及频率满足第一区间时，具体包括：当系统电压处于VH-Vmax及系统频率处于FreqH-Freqmax，或系统电压处于VH-Vmin及系统频率处于FreqL-Freqmin，所述柴油发电机执行紧急调频调压策略。
4.根据权利要求3所述的一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法，其特征在于，所述柴油发电机的电压以及频率满足第二区间时，所述柴油发电机执行高压高周切机策略，具体包括：当系统电压处于Vmax-Vllimit及系统频率处于Freqmax-Fhlimit，所述柴油发电机执行高压高周切机策略。
5.根据权利要求4所述的一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法，其特征在于，所述柴油发电机的电压以及频率满足第三区间时，所述柴油发电机执行高压高周切机策略，具体包括：当系统电压处于Vmin-Vllimit及系统频率处于Freqmin-Fllimit，所述柴油发电机执行低压低周减载策略。
6.根据权利要求5所述的一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法，其特征在于，所述柴油发电机的电压以及频率满足第四区间时，所述柴油发电机执行高压高周切机策略，具体包括：当系统电压处于VL-VH及系统频率处于FreL-FreqH，所述柴油发电机柴发主电源经济运行模式。
7.根据权利要求4所述的一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法，其特征在于，所述紧急调频调压策略包括：当频率过低，储能放出过多的有功功率，当频率过高，储能吸收过多的有功功率，当电压过低，储能放出过多的无功功率，当电压过高，储能吸收过多的无功功率。
8.根据权利要求5所述的一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法，其特征在于，所述高压高周切机策略包含3轮切机动作，当电压高于高压第1轮限值，执行第1轮切机；当电压高于高压第2轮限值，执行第2轮切机；当电压高于高压第3轮限值，执行第3轮切机；当频率高于高周第1轮限值，执行第1轮切机；当频率高于高周第2轮限值，执行第2轮切机；当频率高于高周第3轮限值，执行第3轮切机。
9.根据权利要求6所述的一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法，其特征在于，所述低压低周减载策略包含3轮减载动作，当电压低于低压第1轮限值，执行第1轮减载；当电压低于低压第2轮限值，执行第2轮减载；当电压低于低压第3轮限值，执行第3轮减载；当频率低于低周第1轮限值，执行第1轮减载；当频率低于低周第2轮限值，执行第2轮减载；当频率低于低周第3轮限值，执行第3轮减载。
10.根据权利要求1所述的一种基于频率电压区间划分的孤岛微电网紧急支撑方法，其特征在于，所述柴油发电机形成新的供需平衡的判断标准为所有发电设备的输出功率等于负载总和。
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