一种分布式光储微电网调频控制方法与流程

1.本发明涉及一种分布式光储微电网调频控制方法，属于可再生能源发电领域
。


背景技术：

2.随着配电台区
、
微电网中分布式光伏渗透率不断升高，配电台区
、
微电网的调频能力
、
调频容量愈发不足
。
传统仅依赖于微电网系统内的储能系统进行调频控制，需要较高的投资维护成本，且未有效利用光伏发电的调节潜力
。
因此亟需合适的光伏发电系统与储能系统联合调频的控制方案
。
3.分布式光储微电网在进行调频控制时，多采用传统的定控制策略参数的下垂控制方式
。
该方式无法根据频率偏差
、
频率变化率大小自适应整定控制策略参数，缺乏一定的灵活性，且易造成调节精度不足的问题
。
因此亟需能够对控制策略参数进行自适应调整的光伏发电系统与储能系统联合调频的控制方案
。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种分布式光储微电网调频控制方法
。
5.本发明的技术方案如下：
6.一方面，本发明提供了一种分布式光储微电网调频控制方法，包括以下步骤：
7.分别采集分布式光储微电网系统的实时频率值与频率变化率，根据实时频率值是否在分布式光储微电网系统的频率调节死区内判断是否进行频率调节控制，若实时频率值在分布式光储微电网系统的频率调节死区内则不进行频率调节控制，若实时频率值在分布式光储微电网系统的频率调节死区外则进行频率调节控制；
8.频率调节控制步骤具体如下：
9.根据分布式光储微电网系统的实时频率值计算分布式光储微电网系统的频率偏差，通过分布式光储微电网系统的实时频率值
、
频率变化率以及频率偏差进行模糊推理，得到分布式光储微电网系统的初步功率指令；
10.采集光伏阵列的运行状态与储能装置的
soc
状态，根据光伏阵列的运行状态与储能装置的
soc
状态将分布式光储微电网系统的初步功率指令分解为光伏阵列调频控制指令和储能装置调频控制指令，分别下发给光伏阵列和储能装置，执行频率调节控制
。
11.作为本发明的优选实施方式，当采集分布式光储微电网系统的实时频率值在分布式光储微电网系统的频率调节死区内时，光伏阵列需预留一定的功率储备为参与频率调节控制做准备，具体步骤如下：
12.采集光伏阵列当前功率与光伏阵列当前电压，对采集的光伏阵列当前功率与光伏阵列当前电压进行求电导增量计算，计算公式如下：
13.14.其中：gpv
为光伏阵列的电导增量；
p
pv
为光伏阵列当前功率；upv
为光伏阵列当前电压；
15.当计算所得光伏阵列的电导增量gpv
＝0时，则将该点视为光伏阵列的最大功率点，通过偏离最大功率点对光伏阵列进行自适应降功率控制，通过自适应降功率控制为光伏阵列预留功率储备
。
16.作为本发明的优选实施方式，通过模糊推理得出光伏阵列的降功率大小，通过模糊推理得出光伏阵列的降功率指令值，通过降功率指令值控制最大功率点的偏离大小，所述降功率指令值的具体推理步骤为：
17.采集分布式光储微电网系统的实时频率值，根据实时频率值计算频率偏差；
18.若频率偏差小于预设值，则光伏阵列降功率指令值适应性调低，若频率偏差大于预设值，则光伏阵列降功率指令值适应性调高
。
19.作为本发明的优选实施方式，当分布式光储微电网系统的实时频率值跌出分布式光储微电网系统的频率调节死区下限时，所述模糊推理规则如下：
20.当频率偏差小于其预设值且频率变化率小于其预设值时，输出的分布式光储微电网系统初步指令值大于分布式光储微电网系统当前功率且等于其最小预设值；
21.当频率偏差大于其预设值且频率变化率小于其预设值时，输出的分布式光储微电网系统初步指令值大于分布式光储微电网系统当前功率且介于其最小预设值与最大预设值之间；
22.当频率偏差小于其预设值且频率变化率大于其预设值时，输出的分布式光储微电网系统初步指令值大于分布式光储微电网系统当前功率且介于其最小预设值与最大预设值之间；
23.当频率偏差大于其预设值且频率变化率大于其预设值时，输出的分布式光储微电网系统初步指令值大于分布式光储微电网系统当前功率且等于其最大预设值
。
24.作为本发明的优选实施方式，当分布式光储微电网系统的实时频率值超出分布式光储微电网系统的频率调节死区上限时，所述模糊推理规则如下：
25.当频率偏差小于其预设值且频率变化率小于其预设值，输出的分布式光储微电网系统初步指令值小于分布式光储微电网系统当前功率且等于其最小预设值；
26.当频率偏差大于其预设值且频率变化率小于其预设值时，输出的分布式光储微电网系统初步指令值小于分布式光储微电网系统当前功率且介于其最小预设值与最大预设值之间；
27.当频率偏差小于其预设值且频率变化率大于其预设值时，输出的分布式光储微电网系统初步指令值小于分布式光储微电网系统当前功率且介于其最小预设值与最大预设值之间；
28.当频率偏差大于其预设值且频率变化率大于其预设值时，输出的分布式光储微电网系统初步指令值小于分布式光储微电网系统当前功率且等于其最大预设值
。
29.作为本发明的优选实施方式，在将分布式光储微电网系统的初步功率指令分解为光伏阵列调频控制指令和储能装置调频控制指令时，若光伏阵列中的某台光伏逆变器处于闭锁
、
故障状态或储能装置
soc
状态低于所设置的最低下限，则根据当前光伏阵列与储能装置
soc
的运行状态重新分解分布式光储微电网系统的初步功率指令
。
30.另一方面，本发明还提供了一种分布式光储微电网调频控制系统，包括母线
pt、
光伏阵列
、
储能装置以及控制器；
31.所述控制器包括数据采集与处理模块
、
模糊推理机以及控制指令输出模块；
32.所述母线
pt
与分布式光储微电网系统母线相连，用于采集分布式光储微电网系统的实时频率值与频率变化率，并上传至采集与处理模块中；
33.所述数据采集与处理模块用于采集光伏阵列的运行状态以及储能装置的
soc
状态，并根据上传的分布式光储微电网系统的实时频率值计算分布式光储微电网系统的频率偏差；
34.所述模糊推理机用于根据由数据采集与处理模块得到的分布式光储微电网系统的频率偏差
、
实时频率值以及频率变化率，进行模糊推理，得到分布式光储微电网系统的初步功率指令；
35.所述控制指令输出模块用于根据光伏阵列的运行状态以及储能装置的
soc
状态，将分布式光储微电网系统的初步功率指令分解为光伏阵列调频控制指令和储能装置调频控制指令，并分别下发给光伏阵列与储能装置
。
36.再一方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器
、
处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明任一实施例所述的方法
。
37.再一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任一实施例所述的方法
。
38.本发明具有如下有益效果：
39.1、
本发明能在尽可能保证光伏发电量损失最小的情况下，充分利用光伏阵列的调频潜力，实现光储系统协同参与微电网的频率调节控制
。
40.2、
本发明能够在系统调频控制过程中根据实时频率值和频率变化率大小自适应调整和优化控制策略参数，提高微电网系统的运行稳定性
。
附图说明
41.图1为本发明方法流程图；
42.图2为本发明系统结构图
。
具体实施方式
43.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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围
。
44.应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定
。
45.应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明
。
如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式
。
46.术语“包括”和“包含”指示所描述特征
、
整体
、
步骤
、
操作
、
元素和
/
或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征
、
整体
、
步骤
、
操作
、
元素
、
组件和
/
或其集合的存在或添加
。
47.术语“和
/
或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合
。
48.实施例一：
49.参见图1，一种分布式光储微电网调频控制方法，包括以下步骤：
50.分别采集分布式光储微电网系统的实时频率值与频率变化率，根据实时频率值是否在分布式光储微电网系统的频率调节死区内判断是否进行频率调节控制，若实时频率值在分布式光储微电网系统的频率调节死区内则不进行频率调节控制，若实时频率值在分布式光储微电网系统的频率调节死区外则进行频率调节控制；
51.频率调节控制步骤具体如下：
52.根据分布式光储微电网系统的实时频率值计算分布式光储微电网系统的频率偏差，通过分布式光储微电网系统的实时频率值
、
频率变化率以及频率偏差进行模糊推理，得到分布式光储微电网系统的初步功率指令；
53.采集光伏阵列的运行状态与储能装置的
soc
状态，根据光伏阵列的运行状态与储能装置的
soc
状态将分布式光储微电网系统的初步功率指令分解为光伏阵列调频控制指令和储能装置调频控制指令，分别下发给光伏阵列和储能装置，执行频率调节控制
。
54.具体地，在本实施例中，所述分布式光储微电网系统频率波动限制在
±
0.5hz
范围内，即分布式光储微电网频率的频率调节死区为
49.5hz
～
50.5hz
；
55.作为本实施例的优选实施方式，当采集分布式光储微电网系统的实时频率值在分布式光储微电网系统的频率调节死区内时，光伏阵列需预留一定的功率储备为参与频率调节控制做准备，具体步骤如下：
56.采集光伏阵列当前功率与光伏阵列当前电压，对采集的光伏阵列当前功率与光伏阵列当前电压进行求电导增量计算，计算公式如下：
[0057][0058]
其中：gpv
为光伏阵列的电导增量；
p
pv
为光伏阵列当前功率；upv
为光伏阵列当前电压；
[0059]
当计算所得光伏阵列的电导增量gpv
＝0时，则将该点视为光伏阵列的最大功率点，通过偏离最大功率点对光伏阵列进行自适应降功率控制，通过自适应降功率控制为光伏阵列预留功率储备
。
[0060]
作为本实施例的优选实施方式，通过模糊推理得出光伏阵列的降功率指令值，通过降功率指令值控制最大功率点的偏离大小，所述降功率指令值的具体推理步骤为：
[0061]
采集分布式光储微电网系统的实时频率值，根据实时频率值计算频率偏差；
[0062]
若频率偏差小于预设值，则光伏阵列降功率指令值适应性调低，若频率偏差大于预设值，则光伏阵列降功率指令值适应性调高
。
[0063]
作为本实施例的优选实施方式，当分布式光储微电网系统的实时频率值跌出分布式光储微电网系统的频率调节死区下限时，所述模糊推理规则如下：
[0064]
当频率偏差较小且频率变化率较小时，输出的分布式光储微电网系统初步指令值
大于分布式光储微电网系统当前功率且较小；
[0065]
当频率偏差较大且频率变化率较小时，输出的分布式光储微电网系统初步指令值大于分布式光储微电网系统当前功率且适中；
[0066]
当频率偏差较小且频率变化率较大时，输出的分布式光储微电网系统初步指令值大于分布式光储微电网系统当前功率且适中；
[0067]
当频率偏差较大且频率变化率较大时，输出的分布式光储微电网系统初步指令值大于分布式光储微电网系统当前功率且较大
。
[0068]
在本实施例中，当实时频率值跌出频率死区下限时，调频控制功率指令值包含以下模糊子集：
[0069][0070]
作为本实施例的优选实施方式，当分布式光储微电网系统的实时频率值超出分布式光储微电网系统的频率调节死区上限时，所述模糊推理规则如下：
[0071]
当频率偏差较小且频率变化率较小时，输出的分布式光储微电网系统初步指令值小于分布式光储微电网系统当前功率且较小；
[0072]
当频率偏差较大且频率变化率较小时，输出的分布式光储微电网系统初步指令值小于分布式光储微电网系统当前功率且适中；
[0073]
当频率偏差较小且频率变化率较大时，输出的分布式光储微电网系统初步指令值小于分布式光储微电网系统当前功率且适中；
[0074]
当频率偏差较大且频率变化率较大时，输出的分布式光储微电网系统初步指令值小于分布式光储微电网系统当前功率且较大
。
[0075]
在本实施例中，当实时频率值超出频率死区上限时，调频控制功率指令值包含以下模糊子集：
[0076][0077]
作为本实施例的优选实施方式，在将分布式光储微电网系统的初步功率指令分解为光伏阵列调频控制指令和储能装置调频控制指令时，若光伏阵列中的某台光伏逆变器处于闭锁
、
故障状态或储能装置
soc
状态低于所设置的最低下限，则根据当前光伏阵列与储能装置
soc
的运行状态重新分解分布式光储微电网系统的初步功率指令
。
[0078]
实施例二：
[0079]
一种分布式光储微电网调频控制系统，包括母线
pt、
光伏阵列
、
储能装置以及控制器；
[0080]
所述控制器包括数据采集与处理模块
、
模糊推理机以及控制指令输出模块；
[0081]
所述母线
pt
与分布式光储微电网系统母线相连，用于采集分布式光储微电网系统的实时频率值与频率变化率，并上传至采集与处理模块中；
[0082]
所述数据采集与处理模块用于采集光伏阵列的运行状态以及储能装置的
soc
状态，并根据上传的分布式光储微电网系统的实时频率值计算分布式光储微电网系统的频率偏差；
[0083]
所述模糊推理机用于根据由数据采集与处理模块得到的分布式光储微电网系统的频率偏差
、
实时频率值以及频率变化率，进行模糊推理，得到分布式光储微电网系统的初步功率指令；
[0084]
所述控制指令输出模块用于根据光伏阵列的运行状态以及储能装置的
soc
状态，将分布式光储微电网系统的初步功率指令分解为光伏阵列调频控制指令和储能装置调频控制指令，并分别下发给光伏阵列与储能装置
。
[0085]
该系统用于实现实施例一的功能，在此不再赘述
。
[0086]
实施例三：
[0087]
本实施例提出一种电子设备，包括存储器
、
处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明任一实施例所述的方法
。
[0088]
实施例四：
[0089]
本实施例提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任一实施例所述的方法
。
[0090]
本技术实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上
。“和
/
或”，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的情况
。
其中a，b可以是单数或者复数
。
字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系
。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合
。
例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个
。
[0091]
本领域普通技术人员可以意识到，本文中公开的实施例中描述的各单元及算法步骤，能够以电子硬件
、
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技术的范围
。
[0092]
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，上述描述的系统
、
装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述
。
[0093]
在本技术所提供的几个实施例中，任一功能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，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备
(
可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等
)
执行本技术各个实
施例所述方法的全部或部分步骤
。
而前述的存储介质包括：u盘
、
移动硬盘
、
只读存储器
(read-only memory
；以下简称：
rom)、
随机存取存储器
(random access memory
；以下简称：
ram)、
磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质
。
[0094]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内
。