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申请/专利权人：武汉大学

摘要：公开了一种基于柔性负荷有功‑电压耦合特性实时辨识的电网频率控制方法。本发明基于负荷有功‑电压耦合特性，建立类似发电机下垂控制的电压频率反馈机制，将系统频率偏差作为反馈控制的输入，控制电压调节器调节馈线负荷电压，实现柔性负荷对孤岛频率偏差的自动响应；采用SFR模型对闭环反馈控制系数进行整定，基于改进的SFR模型计算频率响应模型的时域表达式，以电网允许的最大频率偏差为设定最大偏差值，求解频率反馈系数；各馈线的反馈系数依据其馈线容量分配，即可自动响应系统频率的变化，实现孤立电网的频率控制。本发明能显著提高孤立电网的频率调控能力，降低对储能的依赖和减少弃风弃光量，促进新能源的消纳。

主权项：1.一种基于柔性负荷有功-电压耦合特性实时辨识的电网频率控制方法，其特征在于，包括：根据柔性负荷有功-电压耦合特性确定负荷的实时有功-电压耦合系数： np为有功功率的电压指标，Zp、Ip、Pp分别为恒阻抗、恒电流和恒功率系数；建立类似发电机下垂控制的电压频率闭环反馈控制，使柔性负荷自动响应系统频率偏差，电压频率闭环反馈控制是：将系统频率偏差Δf作为电压频率闭环反馈控制的输入，电压频率闭环反馈控制输出的控制信号ΔUref调整电压调节器的电压参考值，使电压调节器调节馈线负荷电压，电压频率闭环反馈控制及电压调节器电压控制量的表达式如下：ΔU＝Kf-frefΔUDVR＝Uref-UFeeder+ΔU式中Uref和fref为柔性负荷参考电压和系统参考频率，K为电压频率反馈系数，ΔU为电压调节器的调整电压，UFeeder为当前馈线电压，f为当前系统频率，ΔUDVR为电压调节器调节量；采用SFR模型对电压频率闭环反馈控制系数进行整定计算，以电网允许的最大频率偏差为设定最大偏差值，求解等效柔性负荷的电压频率闭环反馈控制特性的柔性负荷频率反馈系数KL：KL＝K·CVRf将不同类型的发电机组等效为1+T1s[1+T2sR]环节，其中T1、T2是发电机等效时间常数，R是调速器调差系数，用等效惯性系数H、等效负荷阻尼系数D来表示系统的惯性与阻尼，ΔPd表示系统不平衡功率，ΔPd0即电源功率增加，ΔPd0即负荷功率增加，基于此系统的频率响应表达式为： ωn和分别表示系统的自然频率和阻尼比，s为拉氏变换的复变参量，在扰动为阶跃扰动的情况下：Pdt＝Pstut，Pst为阶跃扰动量的幅值，ut为单位阶跃函数，因此有ΔPds＝Psts，可得： 将其变换至时域有： n表示周期变换数，a、φ为中间变量，φ1是t＝tz时φ的取值，求得当t＝tz时发生大扰动后系统的最大频率偏差Δfdev_max，以及系统的稳态频率偏差Δf∞如下： 在孤岛微电网发生功率缺额时，在阶跃响应下系统的最大频率偏差Δfdev_max小于系统所能允许的最大频率偏差Δfmax，即可求得柔性负荷反馈系数KL；各目标负荷馈线按照其柔性负荷容量进行分配，自动响应系统频率的变化，实现孤立电网的频率控制， 式中，N为目标负荷馈线条数，Ki,CVRfi分别为第i条馈线的反馈控制参数与实时辨识的有功-电压耦合系数，Si为第i条馈线馈线负荷总容量，Kj为第j条馈线的反馈控制参数，Si为第j条馈线馈线负荷总容量。

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