[發明專利]微電網系統的分布式經濟調度與協調控制方法

有效

• 申請號: 201410369359.6
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104092250A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 陳剛;馮峨寧;宋永端;雷云嬌
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及到分布式發電技術領域，尤其涉及一種微電網系統的分布式經濟調度與協調控制方法。

背景技術

目前，隨著經濟和社會的快速發展，人們對電力的需求水平不斷增加，但世界范圍內以煤、石油為主的常規能源，其資源有限且對大氣的污染程度也日益嚴重，造成了全球的能源緊張和環境惡化，迫使我們尋找其它可再生能源取代現有的常規能源。因此，小容量、低成本、能夠提供可靠和清潔能源的分布式發電得到了越來越多的重視與運用。將分布式電源以微網的形式接入到大電網并網運行，與大電網互為支撐，是發揮分布式發電系統效益的有效途徑。

微網是指由分布式電源、儲能裝置、能量變換裝置、相關負荷和監控系統、保護裝置匯集而成的小型發配電系統，是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自制系統，既可以與外部電網并網運行，也可以孤立運行。微網接入電網后具備很多優點，如：一方面能就地消化電力，延緩了電網更新改造速度，減少集中輸電的線路損耗；另一方面和大電網供電互為補充，改善電網峰谷性能，提高供電可靠性，減少對環境的污染等。但是，微網中各種分布式電源的特性不同，運行方式相差較大，接入后會給配電網的規劃、預測和運行帶來很大的不確定性。如柴油機發電雖然成本低，但污染嚴重；風力發電和光伏發電無污染，但一次設備成本高，易受天氣影響，功率輸出不易控制；燃料電池污染小、易控制，但反應速度慢、成本高；儲能設備雖然反應快，但不易與其他電源協調運行。因此對分布式發電微網系統的優化調度與協調控制是微網在實際運行中急需解決的關鍵問題。

現有技術具有以下缺點：1)傳統的經濟調度是通過一個集中式的計算單元實行的，需要微網系統中各個單元的發電量和負載的需求信息，通信量很大，影響分布式電源的靈活性和“即插即用”特性；2)微網系統內若有分布式電源發生故障，供電系統不能及時檢測出來并對其進行修復，就會出現斷電現象，缺乏供電的可靠性，嚴重影響居民的正常生活；3)傳統的經濟調度是按事先制定的計劃由運行人員手動調整發電機組的發電量來實現的，整個系統內能量的控制是開環的，即傳統的經濟調度為離線調度，影響微網內發電單元高效經濟的運行。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于克服上述不足，提供微電網系統的分布式經濟調度與協調控制方法，根據分布式經濟調度單元計算的各個分布式電源的有功功率出力結果，并通過控制單元來對分布式電源進行控制，使每個分布式電源能及時精確地調整其有功功率出力，來達到系統的經濟調度的目的。

本發明的目的是這樣實現的：

一種微電網系統的分布式經濟調度與協調控制方法，其特征在于：用n個分布式電源來控制m個負荷；將第1個分布式電源作為主控制單元，并采用V/f控制方法進行控制，使主控制單元向微電網中的其他分布式電源提供電壓和頻率參考，并通過充放電控制來跟蹤其他分布式電源輸出功率和負荷的波動；其他分布式電源采用PQ控制方法進行控制，為微電網提供出力，負責微電網的功率調度；用分布式經濟調度算法計算出各個分布式電源的最佳有功功率的出力結果，V/f控制器及PQ控制器通過該出力結果來協調控制各個分布式電源。

進一步的，所述分布式電源包括發電單元和儲能單元，發電單元為風力發電機組、太陽能電池陣列或燃料電池陣列，儲能單元為飛輪或蓄電池。

進一步的，所述分布式經濟調度算法的計算過程如下：

1)將分布式電源的發電單元作為系統節點，獲取節點i的信息及其鄰節點j的信息；

2)將節點i和節點j的信息進行交換；

3)對節點i的信息進行迭代更新：