北极星智能电网在线讯:1、问题提出背景:微网频率控制的特殊性
1）可再生能源发电给微网控制带来的挑战
微电网是智能电网的重要组成部分,其最大特点是具有高度的自治性,即通过自主的协调与控制,实现电力供需的本地化和单元化。与此同时,微网的另一个重要特点是可再生能源的高渗透率。利用分布式太阳能和风力发电技术,微网能够有效节约传统化石燃料,降低发电成本,减少污染气体的排放。传统上,微网采取类似于大型电力系统中的三级控制模式。以孤立微网的频率控制为例,一次调频解决微网功率的实时平衡和稳定运行问题,二次调频在一次调频的基础上进行频率的无差控制和电能质量的改善,而微网的经济调度则基于对分布式电源发电容量和负荷需求的预测以固定周期循环进行,又被称为微网的三次调频。
然而,由于分布式电源容量较小但波动性很强,加之负荷的频繁变化,微网对发电容量和负荷需求的预测存在很大偏差,导致基于预测的经济调度没有实际应用价值。另一方面,因为缺少旋转设备,微网的惯性系数很小,功率不平衡将产生严重的频率波动,所以快速灵活的频率恢复控制十分必要。再者,集中式控制存在单点失效问题,而分布式系统中个别控制器的退出并不会影响系统的运行。因此,将经济调度与调频的目标统一,采用全分布式构架实现微网敏捷的经济调频控制。
2）微网调频对控制的需求
鉴于微网调频的特殊性,频率控制方法应该具有以下5点性质:
a)可靠性:保证微网安全可靠运行,尽量降低单点故障对系统稳定运行的影响;
b)敏捷性:及时应对分布式电源和负荷的波动,提高频率恢复的响应速度;
c)扩展性:适应不同规模和类型的微网,并实现电源与负荷的即插即用;
d)优质性:保障用户的电能质量,尽量减小频率与额定值之间的偏差;
e)经济性:考虑分布式电源发电成本和储能运行成本,合理分配分布式电源的出力,提高微网运行经济性和可再生能源利用率。
