在微电网系统中,电力调整器可通过多种方式协调不同能源发电单元的电力输出,以实现稳定、高效的电力供应,具体如下:
实时监测与数据采集
监测运行参数:电力调整器实时监测各能源发电单元的关键运行参数,如电压、电流、频率、功率等。对于太阳能发电单元,会监测光伏板的输出电压和电流,以及逆变器的运行状态;对于风力发电单元,监测风机的转速、输出功率等。
采集环境数据:除了发电单元的运行参数,电力调整器还会采集与各能源相关的环境数据。例如,对于太阳能发电,采集光照强度、温度等数据;对于风力发电,采集风速、风向等数据。这些环境数据有助于电力调整器更准确地预测能源发电单元的输出功率变化趋势。
功率调节与分配
根据需求调整输出:根据微电网的整体电力需求和各发电单元的特性,电力调整器对不同能源发电单元的功率进行调节。当微电网负载较轻时,适当降低发电单元的输出功率,避免电力过剩;当负载较重时,在各发电单元的能力范围内,提高其输出功率以满足需求。比如在夜晚或阴天,太阳能发电出力减少甚至为零,电力调整器会增加其他发电单元(如小型水电站或燃气轮机)的输出功率来维持微电网的功率平衡。
优化功率分配比例:考虑各能源发电单元的成本、效率、环保等因素,电力调整器优化功率分配比例。优先利用成本低、污染小的可再生能源,如太阳能、风能等,在可再生能源不足时,再启用传统的化石能源发电单元。
频率与电压控制
频率调节:不同能源发电单元的输出频率可能存在差异,电力调整器通过调整发电单元的出力,使各发电单元的频率与微电网的整体频率保持一致。例如,当风力发电因风速变化导致频率波动时,电力调整器会快速调整风力发电单元的输出,使其频率稳定在微电网的额定频率附近。
电压稳定:监测微电网中各节点的电压情况,当电压出现偏差时,电力调整器通过调节发电单元的无功功率输出,或者控制有载调压变压器的分接头位置等方式,来维持电压的稳定。如当太阳能发电单元接入点的电压过高时,电力调整器可适当降低该单元的无功功率输出,或者调整变压器分接头,降低电压至正常范围。
通信与协调控制
通信协议支持:电力调整器与各能源发电单元之间通过特定的通信协议进行数据交互和指令传输。常见的通信协议有 Modbus、Profibus、IEC 61850 等,确保电力调整器能够与不同厂家、不同类型的发电单元进行有效的通信。
协调控制策略:基于微电网的运行目标和各发电单元的实时状态,电力调整器采用相应的协调控制策略。例如,在 “分布式电源下垂控制” 策略中,电力调整器根据各发电单元的功率 - 频率、功率 - 电压下垂特性,自动调整其输出功率,实现各发电单元之间的功率合理分配和稳定运行。
储能系统协同
储能充放电管理:与储能系统配合,电力调整器根据各能源发电单元的输出情况和微电网的负载需求,控制储能系统的充放电。当可再生能源发电过剩时,将多余的电能存储到储能系统中;当能源发电不足时,由储能系统释放电能补充。
平滑功率波动:利用储能系统的快速响应特性,电力调整器可通过储能系统来平滑可再生能源发电单元的功率波动。例如,在太阳能发电因云层遮挡导致功率快速变化时,储能系统可快速充放电,补偿功率缺额或吸收多余功率,使微电网的功率输出更加稳定。