雷小林;李世春;余梦诗
【摘 要】In traditional power grids, distributed generations such as wind turbines and photovoltaics are connected to the grid through power electronics, and do not participate in frequency regulation. However, due to the lack of large grid support and weak frequency stability of the microgrid running on isolated islands, it is especially vital to reserve the primary frequency regulation spare capacity for frequency modulation. Therefore, a method of primary frequency modulation reserve capacity configuration for microgrid considering isolated island operation is proposed. The method studies the relationship between the primary frequency regulation characteristics and the reserve capacity cost of the microgrid, and analyzes the reserve capacity cost function for diesel, DFIG, photovoltaic, energy storage and other micro-power supplies, and establishes the optimization of the micro-grid primary tuning reserve capacity with minimum cost. By using genetic algorithm to optimize the objective function, the load reduction percentage, storage reserve capacity, primary freq组合鞋架
uency backup total cost and reserve capacity of each micro power supply under different confidence levels are obtained. Finally, the effectiveness of the model and algorithm is verified by simulation.%在传统的电网中,风电机组、光伏等分布式电源均是通过电力电子器件接入电网中,不参与频率调节,而孤岛运行的微电网由于缺少大电网支撑,频率稳定性相对较弱,预留一次调频备用容量显得尤其重要,因此提出了一种考虑孤岛运行的微电网一次调频备用容量配置方法.该方法通过研究微电网一次调频特性与备用容量成本之间的关系,建立了柴油发电机、双馈风力发电机组、光伏、储能等微电源的备用容量成本函数,同时以微电网一次调频备用容量成本最小为优化目标的模糊随机机会规划模型,运用遗传算法对目标函数进行优化求解,得到了在不同置信度下的风电机组减载百分比、储能备用容量、一次调频备用总成本以及各微电源的备用容量大小.最后,通过仿真验证了该模型和算法的有效性.
【期刊名称】《电力科学与工程》
nmda受体拮抗剂【年(卷),期】2018(034)012
【总页数】7页(P18-24)
【关键词】微电网;备用容量;模糊随机机会约束;遗传算法
【作 者】雷小林;李世春;余梦诗
【作者单位】三峡大学 电气与新能源学院, 湖北 宜昌 443002;湖北省微电网工程技术研究中心(三峡大学), 湖北 宜昌 443002;三峡大学 电气与新能源学院, 湖北 宜昌 443002;湖北省微电网工程技术研究中心(三峡大学), 湖北 宜昌 443002;国网京山市供电公司, 湖北 荆门 431800
【正文语种】中 文
【中图分类】TM73
空间导航0 引言
由风电机组、光伏、柴油发电机组、微型燃气轮机组、储能等微电源组成微电网，既可以并网运行也可以孤网运行。当微电网并网运行时，一次调频备用容量主要由大电网提供，频率相对稳定；当脱离大电网进行孤网运行时，由于缺少大电网支撑，容易受到扰动，微电网频率问题比较突出。微电网中的风电和光伏等分布式电源均是通过电力电子变换器接入其中，在不采取任何附加控制行为的前提下，微电源与电网频率变化解耦，不参与微电
网一次调频，会导致微电网系统等效惯量减小、一次调频能力下降[1-2]。因此本文主要研究微电网孤网运行时，优化配置一次调频备用容量，将会对维持微电网频率安全稳定和经济运行具有重要的意义。
解决该问题的有效手段是让风机、光伏、储能设备等微电源模拟出“类似”同步发电机的惯性响应作用和一次调频特性，即频率附加控制技术。国内外部分文献对风机参与微电网一次调频进行了研究。文献[3-6]中变速风机利用转子动能的缓冲进行模拟惯性响应，通过附加频率微分控制器对电网提供动态有功支撑和频率扰动抑制作用，以及采用虚拟同步方法实现频率电源的稳定控制[7,8]。文献[9,10]研究了基于次优功率跟踪模式实现一次调频下垂控制的方法，稳态时使风机工作在次优功率跟踪模式下，从而预留调频备用容量，频率扰动时则参与电网频率调节，但该方法牺牲了风力发电出力的经济性，且未提出关于次优功率模式减载参数的优化设置方法；光伏电源利用逆变器直流电容储能作用参与频率调节[11]或采用基于次优功率跟踪模式参与电网频率调节[12]。还有国内外学者对风电机组调频备用容量展开进一步研究[13-16]。其中文献[13-15]提出了通过控制风电机组转子转速和调节桨距角预留调频备用容量，使风电机组能够像常规机组具有一次调频能力；文献[16]提出一种基于可变系数的双馈风电机组与同步发电机协调一次调频策略，预留调频备用容量，
与其他同步发电机共同参与系统一次调频。以上文献主要针对微电网一次调频控制策略进行研究，并未对含有大量分布式电源的微电网备用容量优化配置和成本展开研究分析。
综上所述，本文主要针对孤岛模式下的微电网的一次调频备用容量优化配置，其中风电机组减载运行，预留一次调频备用容量，与储能、柴油发电机共同承担一次调频任务，以满足微电网在发生频率扰动时的一次调频需求。最后采用遗传算法对模糊随机机会模型进行优化求解，得到在不同置信度下的一次调频备用容量成本、风电机组减载百分比以及储能备用容量配置优化方法。
1 分布式电源参与微电网一次调频备用容量配置
在微电网中，由于风机、光伏等分布式电源均是通过电力电子变频器接入其中，将会导致系统惯性减小，一次调频能力下降，因此预留一次调频备用容量对整个微电网安全稳定运行具有重要的意义。本文只研究风力发电机组、光伏发电、柴油机、储能4种微电源，图1为微电网结构示意图[17]。微电网中的分布式电源采用对等控制，一次调频由风电机组，柴油机，储能完成。光伏容量较小，在最大追踪模式下运行，不参与一次调频。
旧衣服加工设备图1 微电网拓扑结构
为确定风电机组具备有一次调频有功备用容量，则风机需在次优功率跟踪模式下，即风电机组需减载运行，预留备用容量。假设机组备用容量占输出功率P比例为λ%，则机组减载后，其输出功率为(1-λ%)P。根据发电机组的单位调节功率与机组的静态调差系数的关系[18]，当系统频率发生Δf时，发电机组的输出功率的变化量为：
ΔPG=KGΔf
(1)闪光灯柔光罩
式中：ΔPG为发电机组输出功率的增量；KG为发电机组的单位调节功率。
根据发电机组的单位调节功率与调差系数的关系可知，发电机组输出功率的变化量用调差系数σ表示为：
(2)
则机组预留一次调频备用容量占其输出功率的百分比为[19]：
(3)
式中：f0为系统的额定频率；Δfm为系统频率最大偏移量。
1.1 风电机组一次调频备用容量配置
风电机组在参与一次调频时，在次优功率跟踪模式下运行，减载运行，可预留备用容量，此时风电机组的一次调频备用容量为：
铝膜气球(4)
式中：σW为风机的调差系数；PWT是风机的输出有功功率。根据文献[20]可得出在不同风速下风机的出力大小。
