风光储微电网并网联络线功率控制策略

风光储微电网并网联络线功率控制策略

梁润宇

广东电网有限责任公司清远清城供电局，广东清远，511500

摘要：风光储微电网并网联络线功率控制策略，已经成为电网企业的重要研究内容，这样的研究特点使得相关工作人员在风光储微电网并网联络线功率控制的过程中，需要对新型的风光储微电网方式和功率控制模式进行探究和创新，增强风光储微电网并网联络线功率控制的整体水平。

关键词：风光储；微电网并网；联络线功率；控制策略

1风光协调发电系统结构

对风光发电进行协调控制的核心在于通过控制系统协调分配风电、太阳能、储能资源，实现风力发电，太阳能发电储能发电的智能调度，协调发电系统的结构主要由三个层级构成，分别是智能调度层级、数据监控层、设备层。其中智能调度层是联结上一级总控中心与协调发电系统之间的纽带，通过在智能调度层级搭建开放性的协调发电系统模型为上一级总控中心进行调度决策提供辅助支持，并且作为本系统的控制中心进行智能化的分析与决策，实现对风电、太阳能、储能资源的合理调度，实现发电的协调控制；数据监控层用于实现对发电系统子单元的独立监控实时上传系统的状态数据，并且接收来自于上一级总控中心的控制命令，解析后下发到设备层的风力发电机组、太阳能发电阵列、储能控制单元。

2风光储微电网运行管理系统

2.1系统输出有功型功率的期望值计算

在进行系统输出有功型功率的期望值计算时，相关工作人员需要全面地考虑控制器的实际运转状况，主要涵盖了风速情况、光照强度大小、蓄电池的实际状态以及系统输出的有功型功率产生的期望值。此文的管控目标实质上是借助风光储微电网内的电源分布状况开展协调型管控，使风光储混合型微电网实际输出的有功型功率维持在恒定不变的状态。相关工作人员即可以结合风光储微电网的实际运行的变化情况开展风光储微电网实际运行状态的调换，从而保证整个运行管理系统的实际输出功率处于恒定、不变的状态。

2.2系统运行状态及切换

根据风光储微电网的管控目标以及风光储微电网系统的正常运转模式，工作人员编制出一套与之对应的风光储微电网状态调整策略，如果将其中光伏运行的制约值设置为10kW，在光伏出力不大于10kW的区间内，光伏需要进行关闭处理。风电工程需要运行在准许风速的区间范围内，在实际风速低于最小的切入风速值Vmin时，风机方会真正地中止运转。在运行管理系统中存在4个比较典型的运行状态，蓄电池处于充电状态还是放电状态，主要取决于蓄电池本身的电量以及风电、光伏的实际出力P与Pv和风光储微电网运行管理系统中输出的有功型功率产生的期望值Pgi间的联系，基本原则是在风光储微电网运行管理系统出力比较充足的状态下，蓄电池需要尽量将多余的电量保存在蓄电池内部。这种运行状态的调整实际上并未充分考虑到光照实际强度的影响，因为夜间光照强度较低以及在实际风速并未达到最低水平的风速切入点时，两种比较极端的状况在同一时间出现，相关工作人员需要比较全面地考虑风光储微电网在当前阶段中所具有的互补效果。

3风光储微电网系统仿真及结果分析

3.1系统仿真参数及条件

因为考虑到光照强度实际上具有随机变动的性质，工作人员需要选择一些比较典型的光照强度曲线，在1s以内的实际光照强度基本为零，在1s到1.5s之间所具有的实际光照强度将逐渐上升，但是依旧并未达到相关条件。在1.5s到3s的区间范围内，光照的变化更加强烈，在3.2s的时候已经基本达到了峰值，在3.2s到4.5s的区间内光照强度已经开始渐渐地降低至最小化的出力条件。

3.2仿真结果分析

如果相关工作人员将仿真时间直接设定在6s左右，仿真分析的过程需要借助风光储微电网运行管理系统并结合与之对应的实际工程完成程度进行状态调整处理。仿真分析中的管控目标为了保证风光储微电网运行管理系统实际输出的有功型功率达到期望值，电网总输出无功型功率达到零，需要在6s内将风光储微电网运行管理系统的各个分布式电源的状态、电网储能状态、运行管理系统输出有功型功率期望值进行管控。经过研究分析可知，风光储微电网运行管理系统在0s到1.5s之间，因为实际光照强度比较低，并未达到风光储微电网的出力条件，因此光伏在关闭的状态下。在这个时间内风的速度将会降低，风电出力远低于期望值，这时风电运行装置在最大化功率的跟踪状态下，蓄电池的放电装置使风光储微电网运行管理系统的实际输出功率基本稳定地处于在期望值内。在1s到1.7s的区间范围内，光伏已经基本达到了风电出力条件，但是因为风电出力以及光伏出力的总值依旧低于期望值，风电和光伏在实际运行过程中均出现了最大化功率的跟踪状态，蓄电池会在这一状态下参与放电操作，风电、光伏、蓄电池的计算总值即可以稳定地处于期望值区间内。在1.7s到3.4s时，风速已经开始逐渐下降，风电在运行的过程中可以保持在最大化功率的状态下，因为此时的光照强度处于不断提升的状态，风电和光伏的实际出力值已经远远超出了期望值，因此工作人员需要在这一阶段对光伏开展恒定功率的输出管控，因为此时风电以及光伏已经可以使运行管理系统的实际输出功率稳定地处于期望值区间内，光伏即可以将多余的功率直接存储到蓄电池之中。在3.4s到4s的区间内，风速已经和实际光照强度都处于量值较大的范围，这时的风电和光伏都运行在恒定功率的实际输出状态中，风电和光伏的总值可以使运行管理系统的实际输出功率平稳地处于期望值范围内，光伏可以将多余的功率直接充进蓄电池之中。在4s到4.2s的区间范围内，风速基本上处于数值较高的状态，实际光照强度将不断减少，因为风电实际出力比较高，光伏将会以最大化功率的输出方式进行输出，使运行管理系统的实际输出功率远远大于期望值。这时的光伏在运行过程中处于恒定功率的输出情况下，风电和光伏的总值即可以使运行管理系统实际输出功率处于期望值的范围内，光伏可以直接将多余的电功率转移至蓄电池之中。在4.2s到4.5s的区间内，因为此时的实际光照强度已经降低到比较低的水平，因为风电和光伏的实际出力远低于期望值，风电和光伏在运行状态下已经处于在最大化功率的跟踪状态中，蓄电池能够参与放电，三者合力可以使运行管理系统的实际输出功率平稳地处于期望值范围内。在4.5s到4.8s的区间范围内，因为实际光照强度相对比较低，光伏并未达到可出力的条件，光伏将会自动关闭并直接退出运行模式，风电运行处于最大化功率跟踪的状态，但因为这时的风电实际出力低于期望值，因此蓄电池将会参与正常运行的放电中，风电将与蓄电池一起计算，可以使运行管理系统的实际输出功率处于期望值之内。在4.8s到6s的区间内，光伏已经处于关闭的状态，因为这时的风速相对比较高，风电出力将远远高于期望值，因此风电运行处于功率进行输出的状态下，风电即可直接使运行管理系统的实际输出功率稳居在期望值范围内。在整个风光储微电网的仿真操作期间，在低于已给定功率值的状态下，风电系统在运转时基本处于最大化功率跟踪的状态，会在最大限度内进行发电操作。在总值可以达到已给定的功率值时，相关工作人员可以使用恒定的功率进行管控，风电的实际输出功率将会保持在已给定的数值内。在仿真处理的全过程中，无功型功率的实际输出值基本上均为零，进一步实现了有功型功率和无功型功率的解耦管控。

4结语

在我国电网事业不断发展下，将会出现多样化的微电网并网方法和更为有效的功率控制模式，作为电网企业的工作人员，应重视自身功率控制能力的提升，进而为电网企业提供优质的功率控制服务。

参考文献

[1]肖朝霞，贾双，朱建国，等.风光储微电网并网联络线功率控制策略[J].电工技术学报，2017，32（15）：169-179.

[2]吕天光，艾芊，韩学山，等.基于模糊理论的并网型含光伏微电网功率控制[J].电网技术，2014，38（9）：2404-2409.