本發(fā)明涉及微電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種可變頻率變壓器直接負荷控制的微電網(wǎng)及其運行方法。

背景技術(shù)：

新能源發(fā)電的大規(guī)模并網(wǎng)是電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，然而新能源輸出功率的波動性，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來了很大的挑戰(zhàn)。需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)，旨在挖掘一切對維持電能供需平衡有幫助的潛在“資源”，提高電網(wǎng)對新能源發(fā)電的接納能力。直接負荷控制，是目前廣泛采用的需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)之一，旨在通過對愿意接受調(diào)度的負載進行直接的控制來實現(xiàn)電能的供需平衡。然而，現(xiàn)有的直接負荷控制技術(shù)，可調(diào)負載與新能源發(fā)電之間缺乏具有自適應(yīng)功能的聯(lián)動機制，對于平衡新能源發(fā)電的功率波動效果有限。

因此，如何提供一種解決上述技術(shù)問題的方案是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種可變頻率變壓器直接負荷控制的微電網(wǎng)及其運行方法，通過可變頻率變壓器對接受直接負荷控制的可調(diào)負載的輸入功率和對風(fēng)電機組的輸出功率進行直接的功率調(diào)節(jié)，充分發(fā)揮可調(diào)負載的彈性儲能功能，在風(fēng)電機組的輸出功率與可調(diào)負載的輸入功率之間建立起自適應(yīng)的聯(lián)動機制，提高了直接負荷控制對平衡風(fēng)電功率波動的效果。另外，風(fēng)電機組通過風(fēng)電投切開關(guān)與變壓變流交流母線連接，無需單獨設(shè)置電力電子變換器，成本低。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種可變頻率變壓器直接負荷控制的微電網(wǎng)，包括協(xié)同控制系統(tǒng)、可變頻率變壓器、風(fēng)電機組、風(fēng)電投切開關(guān)及可調(diào)負載投切開關(guān)，其中：

所述可變頻率變壓器的第一端與中壓工頻電網(wǎng)連接，所述可變頻率變壓器的第二端與變壓變頻交流母線連接，所述可變頻率變壓器的第三端與電源連接；

所述風(fēng)電機組通過所述風(fēng)電投切開關(guān)與所述變壓變頻交流母線連接；

所述變壓變頻交流母線還通過所述可調(diào)負載投切開關(guān)與可調(diào)負載連接；

所述協(xié)同控制系統(tǒng)分別與所述可變頻率變壓器、所述風(fēng)電機組及所述風(fēng)電投切開關(guān)連接，用于獲取所述風(fēng)電機組的風(fēng)速參數(shù)，并依據(jù)所述風(fēng)速參數(shù)控制所述風(fēng)電機組的槳距角和投切狀態(tài)、所述可變頻率變壓器的轉(zhuǎn)速進而控制所述變壓變頻交流母線的電壓和頻率，以實現(xiàn)所述風(fēng)電機組的輸出功率與所述可調(diào)負載的輸入功率之間的自適應(yīng)。

優(yōu)選地，所述可調(diào)負載包括可調(diào)壓調(diào)頻交流負載，所述可調(diào)負載投切開關(guān)包括第一可調(diào)壓交流負載投切開關(guān)，所述可調(diào)壓調(diào)頻交流負載通過所述第一可調(diào)壓交流負載投切開關(guān)直接與所述變壓變頻交流母線連接。

優(yōu)選地，所述可調(diào)負載還包括可調(diào)壓直流負載，所述可調(diào)負載投切開關(guān)還包括第一可調(diào)壓直流負載投切開關(guān)，所述微電網(wǎng)還包括三相二極管整流器；

所述三相二極管整流器的交流端與所述變壓變頻交流母線連接，所述三相二極管整流器的直流端與變壓直流母線連接，所述可調(diào)壓直流負載通過所述第一可調(diào)壓直流負載投切開關(guān)與所述變壓直流母線連接。

優(yōu)選地，所述微電網(wǎng)還包括降壓變壓器、三相PWM整流器、第一DC/DC變換器及儲能系統(tǒng)；

所述降壓變壓器的高壓側(cè)與所述中壓工頻電網(wǎng)連接，所述降壓變壓器的低壓側(cè)與恒壓恒頻交流母線連接，所述恒壓恒頻交流母線通過恒壓恒頻負載投切開關(guān)與恒壓恒頻交流負載連接，還通過第二可調(diào)壓交流負載投切開關(guān)與所述可調(diào)壓調(diào)頻負載連接；

所述三相PWM整流器的交流端與所述恒壓恒頻交流母線連接，所述三相PWM整流器的直流端與恒壓直流母線連接，所述恒壓直流母線通過恒壓直流負載投切開關(guān)與恒壓直流負載連接，還通過第二可調(diào)壓直流負載投切開關(guān)與所述可調(diào)壓直流負載連接；

所述儲能系統(tǒng)通過所述第一DC/DC變換器與所述恒壓直流母線連接；

所述協(xié)同控制系統(tǒng)還分別與所述降壓變壓器、所述三相PWM整流器的控制端及所述第一DC/DC變換器的控制端連接。

優(yōu)選地，所述可變頻率變壓器包括雙饋電機、直流電機及直流電機驅(qū)動器，其中：

所述雙饋電機與所述直流電機同軸機械連接；

所述直流電機通過所述直流電機驅(qū)動器連接所述恒壓直流母線，所述恒壓直流母線作為所述電源；

所述雙饋電機的定子繞組作為所述可變頻率變壓器的第一端；

所述雙饋電機的轉(zhuǎn)子繞組作為所述可變頻率變壓器的第二端。

優(yōu)選地，所述微電網(wǎng)還包括光伏系統(tǒng)及第二DC/DC變換器，所述光伏系統(tǒng)通過所述第二DC/DC變換器與所述恒壓直流母線連接。

優(yōu)選地，所述協(xié)同控制系統(tǒng)還用于：

獲取所述降壓變壓器的高壓側(cè)繞組的電壓電流參數(shù)，所述可變頻率變壓器的定子繞組的電壓電流參數(shù)、轉(zhuǎn)子繞組的電壓電流參數(shù)、所述直流電機的轉(zhuǎn)速電流參數(shù)、所述三相PWM整流器的交流端的電壓電流參數(shù)和直流端的電壓電流參數(shù)、所述三相二極管整流器的直流端的電壓參數(shù)、所述風(fēng)電機組的風(fēng)速參數(shù)、所述光伏系統(tǒng)的光照強度參數(shù)及所述儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)參數(shù)；

根據(jù)接收到的上述參數(shù)進行優(yōu)化計算，得到所述可變頻率變壓器的轉(zhuǎn)速、所述風(fēng)電機組的槳距角和投切狀態(tài)、所述儲能系統(tǒng)的充放電功率、所述三相PWM整流器的無功功率的最優(yōu)解；

根據(jù)所述最優(yōu)解，通過所述可變頻率變壓器的直流電機驅(qū)動器調(diào)節(jié)所述可變頻率變壓器的轉(zhuǎn)速從而調(diào)節(jié)所述變壓變頻交流母線的負載消耗功率、所述變壓直流母線的負載消耗功率和所述風(fēng)電機組的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)所述風(fēng)電機組的槳距角和投切狀態(tài)，通過所述第一DC/DC變換器調(diào)節(jié)所述儲能系統(tǒng)的充放電功率，通過所述三相PWM整流器調(diào)節(jié)其交流端的無功功率。

優(yōu)選地，所述根據(jù)接收到的上述參數(shù)進行優(yōu)化計算的過程具體為：

以所述風(fēng)電機組扣除自身損耗后的發(fā)電量最大化、所述儲能系統(tǒng)的功率損耗和壽命損耗最小化為優(yōu)化目標，以整個所述微電網(wǎng)對所述中壓工頻電網(wǎng)的接入點維持單位功率因數(shù)和有功功率分時恒定為約束條件，進行優(yōu)化計算。

優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)所述風(fēng)電機組的投切狀態(tài)的過程具體為：

當(dāng)所述風(fēng)電機組捕獲的風(fēng)能大于其自身損耗時，閉合所述風(fēng)電投切開關(guān)，以使所述風(fēng)電機組向所述微電網(wǎng)提供電能；

當(dāng)風(fēng)電機組捕獲的風(fēng)能等于其自身損耗時，閉合所述風(fēng)電投切開關(guān)，以使所述風(fēng)電機組向所述微電網(wǎng)提供慣性支撐；

當(dāng)風(fēng)電機組捕獲的風(fēng)能小于其自身損耗時，斷開所述風(fēng)電投切開關(guān)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種可變頻率變壓器直接負荷控制的微電網(wǎng)運行方法，基于如上述所述的微電網(wǎng)，該方法包括：

獲取所述風(fēng)電機組的風(fēng)速參數(shù)；

依據(jù)所述風(fēng)速參數(shù)控制所述風(fēng)電機組的槳距角和投切狀態(tài)、所述可變頻率變壓器的轉(zhuǎn)速進而控制所述變壓變頻交流母線的電壓和頻率，控制所述風(fēng)電機組向所述微電網(wǎng)提供最大化電能的同時實現(xiàn)所述風(fēng)電機組的輸出功率與所述可調(diào)負載的輸入功率之間的自適應(yīng)。

本發(fā)明提供了一種可變頻率變壓器直接負荷控制的微電網(wǎng)及其運行方法，包括協(xié)同控制系統(tǒng)、可變頻率變壓器、風(fēng)電機組、風(fēng)電投切開關(guān)及可調(diào)負載投切開關(guān)，可變頻率變壓器的第一端與中壓工頻電網(wǎng)連接，可變頻率變壓器的第二端與變壓變頻交流母線連接，可變頻率變壓器的第三端與電源連接；風(fēng)電機組通過風(fēng)電投切開關(guān)與變壓變頻交流母線連接；變壓變頻交流母線還通過可調(diào)負載投切開關(guān)與可調(diào)負載連接；協(xié)同控制系統(tǒng)分別與可變頻率變壓器、風(fēng)電機組及風(fēng)電投切開關(guān)連接，用于獲取風(fēng)電機組的風(fēng)速參數(shù)，并依據(jù)風(fēng)速參數(shù)控制風(fēng)電機組的槳距角和投切狀態(tài)、可變頻率變壓器的轉(zhuǎn)速進而控制變壓變頻交流母線的電壓和頻率，以實現(xiàn)風(fēng)電機組的輸出功率與可調(diào)負載的輸入功率之間的自適應(yīng)。

可見，本發(fā)明通過可變頻率變壓器對接受直接負荷控制的可調(diào)負載的輸入功率和對風(fēng)電機組的輸出功率進行直接的功率調(diào)節(jié)，充分發(fā)揮可調(diào)負載的彈性儲能功能，在風(fēng)電機組的輸出功率與可調(diào)負載的輸入功率之間建立起自適應(yīng)的聯(lián)動機制，提高了直接負荷控制對平衡風(fēng)電功率波動的效果。另外，風(fēng)電機組通過風(fēng)電投切開關(guān)與變壓變流交流母線連接，無需單獨設(shè)置電力電子變換器，成本低。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對現(xiàn)有技術(shù)和實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的一種可變頻率變壓器直接負荷控制的微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的核心是提供一種可變頻率變壓器直接負荷控制的微電網(wǎng)及其運行方法，通過可變頻率變壓器對接受直接負荷控制的可調(diào)負載的輸入功率和對風(fēng)電機組的輸出功率進行直接的功率調(diào)節(jié)，充分發(fā)揮可調(diào)負載的彈性儲能功能，在風(fēng)電機組的輸出功率與可調(diào)負載的輸入功率之間建立起自適應(yīng)的聯(lián)動機制，提高了直接負荷控制對平衡風(fēng)電功率波動的效果。另外，風(fēng)電機組通過風(fēng)電投切開關(guān)與變壓變流交流母線連接，無需單獨設(shè)置電力電子變換器，成本低。

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參照圖1，圖1為本發(fā)明提供的一種可變頻率變壓器直接負荷控制的微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該微電網(wǎng)包括協(xié)同控制系統(tǒng)1、可變頻率變壓器2、風(fēng)電機組3、風(fēng)電投切開關(guān)4及可調(diào)負載投切開關(guān)，其中：

可變頻率變壓器2的第一端與中壓工頻電網(wǎng)連接，可變頻率變壓器2的第二端與變壓變頻交流母線連接，可變頻率變壓器2的第三端與電源連接；

風(fēng)電機組3通過風(fēng)電投切開關(guān)4與變壓變頻交流母線連接；

變壓變頻交流母線還通過可調(diào)負載投切開關(guān)與可調(diào)負載連接；

協(xié)同控制系統(tǒng)1分別與可變頻率變壓器2、風(fēng)電機組3及風(fēng)電投切開關(guān)4連接，用于獲取風(fēng)電機組3的風(fēng)速參數(shù)，并依據(jù)風(fēng)速參數(shù)控制風(fēng)電機組3的槳距角和投切狀態(tài)、可變頻率變壓器2的轉(zhuǎn)速進而控制變壓變頻交流母線的電壓和頻率，以實現(xiàn)風(fēng)電機組3的輸出功率與可調(diào)負載的輸入功率之間的自適應(yīng)。

首先需要說明的是，在采用可變頻率變壓器2對風(fēng)電機組3進行控制時，在最高風(fēng)能利用率的條件下，風(fēng)速分別與可變頻率變壓器2的頻率及風(fēng)電機組3的轉(zhuǎn)速呈正比例關(guān)系。

具體地，協(xié)同控制系統(tǒng)1會獲取風(fēng)電機組3的風(fēng)速參數(shù)，并基于上述原理生成控制信號，一方面，通過控制可變頻率變壓器2的轉(zhuǎn)速進而控制變壓變頻交流母線的電壓和頻率，以對可調(diào)負載的輸入功率進行調(diào)整，另一方面，控制風(fēng)電機組3的槳距角和投切狀態(tài)，以對風(fēng)電機組3的輸出頻率進行控制，使得風(fēng)電機組3的轉(zhuǎn)速隨著風(fēng)速變化，實現(xiàn)風(fēng)電機組3的最大功率輸出，最終實現(xiàn)風(fēng)電機組3的輸出功率與可調(diào)負載的輸入功率之間的自適應(yīng)。

具體地，與變壓變頻交流母線連接的風(fēng)電機組3的輸出功率正比于變壓變頻交流母線電壓幅值的3次方，與變壓變頻交流母線連接的可調(diào)負載的輸入功率正比于變壓變頻交流母線電壓幅值的2次方，因此，風(fēng)電機組3的輸出功率與可調(diào)負載輸入功率之間建立起了“自適應(yīng)”的聯(lián)動機制，提高了直接負荷控制對平衡風(fēng)電功率波動的效果。

另外，通過可變頻率變壓器2對接受直接負荷控制的可調(diào)負載進行直接的功率調(diào)節(jié)，充分發(fā)揮了可調(diào)負載的“彈性儲能”功能。

同時，本申請中，由于無需調(diào)整風(fēng)電機組3輸出至變壓變頻交流母線的功率，也即風(fēng)電機組3無需單獨設(shè)置電力電子變換器，本申請中的電機組通過風(fēng)電投切開關(guān)4與變壓變流交流母線連接，成本低。

作為優(yōu)選地，可調(diào)負載包括可調(diào)壓調(diào)頻交流負載，可調(diào)負載投切開關(guān)包括第一可調(diào)壓交流負載投切開關(guān)51，可調(diào)壓調(diào)頻交流負載通過第一可調(diào)壓交流負載投切開關(guān)51直接與變壓變頻交流母線連接。

作為優(yōu)選地，可調(diào)負載還包括可調(diào)壓直流負載，可調(diào)負載投切開關(guān)還包括第一可調(diào)壓直流負載投切開關(guān)52，微電網(wǎng)還包括三相二極管整流器9；

三相二極管整流器9的交流端與變壓變頻交流母線連接，三相二極管整流器9的直流端與變壓直流母線連接，可調(diào)壓直流負載通過第一可調(diào)壓直流負載投切開關(guān)52與變壓直流母線連接。

具體地，用于直接負荷控制的可調(diào)負載通常包括可調(diào)壓調(diào)頻交流負載和可調(diào)壓直流負載。

在實際應(yīng)用中，可調(diào)壓調(diào)頻交流負載除了通過第一可調(diào)壓交流負載投切開關(guān)51與變壓變頻交流母線連接，還通過第二可調(diào)壓交流負載投切開關(guān)54與恒壓恒頻交流母線連接(下文將會提到)，其運行方式為：如果可調(diào)壓調(diào)頻交流負載被設(shè)置為接受直接負荷控制，則閉合其與變壓變頻交流母線之間的第一可調(diào)壓交流負載投切開關(guān)51，如果可調(diào)壓調(diào)頻交流負載被設(shè)置為不接受直接負荷控制，則閉合其與恒壓恒頻交流母線之間的第二可調(diào)壓交流負載投切開關(guān)54。

可調(diào)壓直流負載除了通過第一可調(diào)壓直流負載投切開關(guān)52與變壓變頻交流母線連接，還通過第二可調(diào)壓直流負載投切開關(guān)55與恒壓直流母線連接(下文將會提到)，其運行方式為：如果可調(diào)壓直流負載被設(shè)置為接受直接負荷控制，則閉合其與變壓直流母線之間的第一可調(diào)壓直流負載投切開關(guān)52，如果可調(diào)壓直流負載被設(shè)置為不接受直接負荷控制，則閉合其與恒壓直流母線之間的第二可調(diào)壓直流負載投切開關(guān)55。

其中，可調(diào)壓調(diào)頻交流負載接受直接負荷控制時，其消耗的功率決定于變壓變頻交流母線的電壓幅值，受到可變頻率變壓器2轉(zhuǎn)速的控制；

其中，可調(diào)壓直流負載接受直接負荷控制時，其消耗的功率決定于變壓直流母線的電壓幅值，受到可變頻率變壓器2轉(zhuǎn)速的控制。

作為優(yōu)選地，微電網(wǎng)還包括降壓變壓器6、三相PWM整流器7、第一DC/DC變換器8及儲能系統(tǒng)；

降壓變壓器6的高壓側(cè)與中壓工頻電網(wǎng)連接，降壓變壓器6的低壓側(cè)與恒壓恒頻交流母線連接，恒壓恒頻交流母線通過恒壓恒頻負載投切開關(guān)53與恒壓恒頻交流負載連接，還通過第二可調(diào)壓交流負載投切開關(guān)54與可調(diào)壓調(diào)頻負載連接；

三相PWM整流器7的交流端與恒壓恒頻交流母線連接，三相PWM整流器7的直流端與恒壓直流母線連接，恒壓直流母線通過恒壓直流負載投切開關(guān)56與恒壓直流負載連接，還通過第二可調(diào)壓直流負載投切開關(guān)55與可調(diào)壓直流負載連接；

儲能系統(tǒng)通過第一DC/DC變換器8與恒壓直流母線連接；

協(xié)同控制系統(tǒng)1還分別與降壓變壓器6、三相PWM整流器7的控制端及第一DC/DC變換器8的控制端連接。

具體地，協(xié)同控制系統(tǒng)1還可通過三相PWM整流器7及第一DC/DC變換器8來實現(xiàn)微電網(wǎng)與儲能系統(tǒng)之間的能量交互。

作為優(yōu)選地，可變頻率變壓器2包括雙饋電機、直流電機及直流電機驅(qū)動器，其中：

雙饋電機與直流電機同軸機械連接；

直流電機通過直流電機驅(qū)動器連接恒壓直流母線，恒壓直流母線作為電源；

雙饋電機的定子繞組作為可變頻率變壓器2的第一端；

雙饋電機的轉(zhuǎn)子繞組作為可變頻率變壓器2的第二端。

具體地，可變頻率變壓器2接收協(xié)同控制系統(tǒng)1的控制，一方面，實現(xiàn)對變壓變頻交流母線的頻率和電壓的控制，另一方面，能夠通過變速調(diào)頻作用將變頻交流電轉(zhuǎn)換為工頻交流電，雙饋電機的定子繞組將工頻交流電注入工頻電網(wǎng)。

當(dāng)然，本申請中還可以采用其他類型的可變頻率變壓器2，能實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的即可。

作為優(yōu)選地，微電網(wǎng)還包括光伏系統(tǒng)及第二DC/DC變換器10，光伏系統(tǒng)通過第二DC/DC變換器10與恒壓直流母線連接。

為進一步完善本申請?zhí)峁┑奈㈦娋W(wǎng)的功能，本申請還包括光伏系統(tǒng)及第二DC/DC變換器10，從而充分利用新能源。

作為優(yōu)選地，協(xié)同控制系統(tǒng)1還用于：

獲取降壓變壓器6的高壓側(cè)繞組的電壓電流參數(shù)，可變頻率變壓器2的定子繞組的電壓電流參數(shù)、轉(zhuǎn)子繞組的電壓電流參數(shù)、直流電機的轉(zhuǎn)速電流參數(shù)、三相PWM整流器7的交流端的電壓電流參數(shù)和直流端的電壓電流參數(shù)、三相二極管整流器9的直流端的電壓參數(shù)、風(fēng)電機組3的風(fēng)速參數(shù)、光伏系統(tǒng)的光照強度參數(shù)及儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)參數(shù)；

根據(jù)接收到的上述參數(shù)進行優(yōu)化計算，得到可變頻率變壓器2的轉(zhuǎn)速、風(fēng)電機組3的槳距角和投切狀態(tài)、儲能系統(tǒng)的充放電功率、三相PWM整流器7的無功功率的最優(yōu)解；

根據(jù)最優(yōu)解，通過可變頻率變壓器2的直流電機驅(qū)動器調(diào)節(jié)可變頻率變壓器2的轉(zhuǎn)速從而調(diào)節(jié)變壓變頻交流母線的負載消耗功率、變壓直流母線的負載消耗功率和風(fēng)電機組3的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)風(fēng)電機組3的槳距角和投切狀態(tài)，通過第一DC/DC變換器8調(diào)節(jié)儲能系統(tǒng)的充放電功率，通過三相PWM整流器7調(diào)節(jié)其交流端的無功功率。

具體地，本申請中提供的可變頻率變壓器2直接負荷控制的微電網(wǎng)通過協(xié)同控制系統(tǒng)1接收各母線電壓電流參數(shù)、風(fēng)電機組3風(fēng)速參數(shù)、光伏系統(tǒng)光照強度參數(shù)、儲能系統(tǒng)荷電狀態(tài)參數(shù)并進行優(yōu)化計算，進而控制可變頻率變壓器2調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速從而調(diào)節(jié)變壓變頻交流母線的負載消耗功率、變壓直流母線的負載消耗功率和風(fēng)力發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速，控制風(fēng)電機組3及其投切開關(guān)調(diào)節(jié)槳距角和投切狀態(tài)，控制儲能系統(tǒng)及其DC/DC變換器調(diào)節(jié)充放電功率，控制三相PWM整流器7調(diào)節(jié)無功功率，以達到通過直接負荷控制和儲能系統(tǒng)充放電控制平衡新能源發(fā)電功率的隨機波動的目標，實現(xiàn)微電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，解決現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的新能源的波動性特點對電網(wǎng)造成沖擊的技術(shù)問題，使新能源發(fā)電量最大化并使微電網(wǎng)對中壓工頻電網(wǎng)接入點維持單位功率因數(shù)和有功功率分時恒定，降低了上級電網(wǎng)的調(diào)度難度。

另外，三相PWM整流器7還能夠通過對其交流端的有功功率的調(diào)節(jié)，來維持恒壓直流母線電壓的恒定。

作為優(yōu)選地，根據(jù)接收到的上述參數(shù)進行優(yōu)化計算的過程具體為：

以風(fēng)電機組3扣除自身損耗后的發(fā)電量最大化、儲能系統(tǒng)的功率損耗和壽命損耗最小化為優(yōu)化目標，以整個微電網(wǎng)對中壓工頻電網(wǎng)的接入點維持單位功率因數(shù)和有功功率分時恒定為約束條件，進行優(yōu)化計算。

另外，本申請對于具體采用哪種算法進行優(yōu)化計算是不做特別的限定的，例如這里可以采用粒子算法來進行優(yōu)化計算，當(dāng)然，這里還可以采用其他算法。

作為優(yōu)選地，調(diào)節(jié)風(fēng)電機組3的投切狀態(tài)的過程具體為：

當(dāng)風(fēng)電機組3捕獲的風(fēng)能大于其自身損耗時，閉合風(fēng)電投切開關(guān)4，以使風(fēng)電機組3向微電網(wǎng)提供電能；

當(dāng)風(fēng)電機組3捕獲的風(fēng)能等于其自身損耗時，閉合風(fēng)電投切開關(guān)4，以使風(fēng)電機組3向微電網(wǎng)提供慣性支撐；

當(dāng)風(fēng)電機組3捕獲的風(fēng)能小于其自身損耗時，斷開風(fēng)電投切開關(guān)4。

具體地，本申請中，當(dāng)風(fēng)電機組3捕獲的風(fēng)能等于其自身損耗時，閉合風(fēng)電投切開關(guān)4，風(fēng)電機組3能夠為微電網(wǎng)提供慣性支撐，提高了微電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。

本發(fā)明提供了一種可變頻率變壓器直接負荷控制的微電網(wǎng)，包括協(xié)同控制系統(tǒng)、可變頻率變壓器、風(fēng)電機組、風(fēng)電投切開關(guān)及可調(diào)負載投切開關(guān)，可變頻率變壓器的第一端與中壓工頻電網(wǎng)連接，可變頻率變壓器的第二端與變壓變頻交流母線連接，可變頻率變壓器的第三端與電源連接；風(fēng)電機組通過風(fēng)電投切開關(guān)與變壓變頻交流母線連接；變壓變頻交流母線還通過可調(diào)負載投切開關(guān)與可調(diào)負載連接；協(xié)同控制系統(tǒng)分別與可變頻率變壓器、風(fēng)電機組及風(fēng)電投切開關(guān)連接，用于獲取風(fēng)電機組的風(fēng)速參數(shù)，并依據(jù)風(fēng)速參數(shù)控制風(fēng)電機組的槳距角和投切狀態(tài)、可變頻率變壓器的轉(zhuǎn)速進而控制變壓變頻交流母線的電壓和頻率，以實現(xiàn)風(fēng)電機組的輸出功率與可調(diào)負載的輸入功率之間的自適應(yīng)。

可見，本發(fā)明通過可變頻率變壓器對接受直接負荷控制的可調(diào)負載的輸入功率和對風(fēng)電機組的輸出功率進行直接的功率調(diào)節(jié)，充分發(fā)揮可調(diào)負載的彈性儲能功能，在風(fēng)電機組的輸出功率與可調(diào)負載的輸入功率之間建立起自適應(yīng)的聯(lián)動機制，提高了直接負荷控制對平衡風(fēng)電功率波動的效果。另外，風(fēng)電機組通過風(fēng)電投切開關(guān)與變壓變流交流母線連接，無需單獨設(shè)置電力電子變換器，成本低。

本發(fā)明還提供了一種可變頻率變壓器直接負荷控制的微電網(wǎng)運行方法，基于如上述的微電網(wǎng)，該方法包括：

獲取風(fēng)電機組的風(fēng)速參數(shù)；

依據(jù)風(fēng)速參數(shù)控制風(fēng)電機組的槳距角和投切狀態(tài)、可變頻率變壓器的轉(zhuǎn)速進而控制變壓變頻交流母線的電壓和頻率，控制風(fēng)電機組向微電網(wǎng)提供最大化電能的同時實現(xiàn)風(fēng)電機組的輸出功率與可調(diào)負載的輸入功率之間的自適應(yīng)。

對于本發(fā)明提供的可變頻率變壓器直接負荷控制的微電網(wǎng)運行方法的介紹請參照上述系統(tǒng)實施例，本發(fā)明在此不再贅述。

需要說明的是，在本說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其他實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。