[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于重加權(quán)加速Lagrangian的交直流微電網(wǎng)分布式調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510595842.0
• 申請(qǐng)日: 2015-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105140971B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李靜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江工商大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/46
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/46;H02J3/00
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 邱啟旺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微電網(wǎng)能量?jī)?yōu)化調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含風(fēng)機(jī)、太陽(yáng)能光伏電池、傳統(tǒng)柴油機(jī)和儲(chǔ)能設(shè)備的交直流混合微電網(wǎng)分布式自律經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法。

背景技術(shù)

21世紀(jì)末，可再生能源將在世界能源結(jié)構(gòu)中起主導(dǎo)作用。可再生能源的發(fā)展同時(shí)引起了微電網(wǎng)的發(fā)展，微電網(wǎng)可以經(jīng)濟(jì)、高效的實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)的多樣化且高可靠性供電的要求，作為電網(wǎng)的一種有益的補(bǔ)充。由于光伏電池初始產(chǎn)生直流電，且辦公和住宅樓宇用電多為直流負(fù)荷，將光伏和儲(chǔ)能組成直流微電網(wǎng)給直流負(fù)荷供電，省略了許多變換環(huán)節(jié)，提高了電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。因此，結(jié)合交流微網(wǎng)和直流微網(wǎng)各自?xún)?yōu)點(diǎn)的交直流混合微電網(wǎng)開(kāi)始受到重視。研究交直流混合微電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度技術(shù)，能夠在確保系統(tǒng)滿(mǎn)足高供電可靠性需求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行總成本最小。

交直流混合微電網(wǎng)最優(yōu)潮流問(wèn)題除了考慮交流母線(xiàn)潮流平衡約束和直流母線(xiàn)的潮流平衡約束外，還包括AC-DC變換環(huán)節(jié)的潮流約束。這些給交直流混合微電網(wǎng)的能量調(diào)度問(wèn)題帶來(lái)了大量的非線(xiàn)性約束。因此，將混合微電網(wǎng)中交流部分和直流部分解耦，并分別對(duì)各個(gè)部分的非線(xiàn)性約束進(jìn)行合理凸松弛，采用分布式協(xié)調(diào)迭代的方法，對(duì)交直流混合微電網(wǎng)調(diào)度分布式優(yōu)化的研究具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種面向交直流混合微電網(wǎng)能量經(jīng)濟(jì)調(diào)度的分布式優(yōu)化技術(shù)，該技術(shù)基于局域重加權(quán)Lagrangian分布式優(yōu)化方法求解交直流混合錐最優(yōu)潮流問(wèn)題，確保系統(tǒng)在穩(wěn)定可靠運(yùn)行基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)總運(yùn)行成本最小。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案具體包括以下幾個(gè)步驟：

1)交直流混合微電網(wǎng)中交流支路與直流支路的潮流解耦；

步驟1)所述的交直流混合微電網(wǎng)主要由交流(AC)微網(wǎng)、直流(DC)微網(wǎng)以及ACDC換流器組成，如圖1所示例的交直流混合微電網(wǎng)中，1^#DC微網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)b通過(guò)ACDC換流器與交流微網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)a1相連，2^#DC微網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)c通過(guò)ACDC換流器與交流微網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)a2相連。

所述的ACDC換流器支路(b,a1)的穩(wěn)態(tài)物理模型如圖2所示，其中V_a1表示交流母線(xiàn)電壓，V_ab表示換流器輸出電壓，V_b表示直流母線(xiàn)電壓，I_b表示直流母線(xiàn)電流，R+jX表示換流器等效電抗，P_s和Q_s分別表示交流系統(tǒng)與換流器之間傳輸?shù)挠泄蜔o(wú)功功率，P_d和Q_d分別表示換流器輸出的有功和無(wú)功功率。假設(shè)ACDC換流器本身的運(yùn)行是完全平衡對(duì)稱(chēng)且令R＝0，即不考慮換流器內(nèi)部的耗損，則ACDC換流器的潮流方程為：

P_s＝P_d(1)

式中，P_d＝V_bI_b表示換流器直流母線(xiàn)傳輸?shù)挠泄β剩籚_ab＝kMV_b表示直流母線(xiàn)電壓與換流器輸出電壓的關(guān)系且為直流電壓利用率；M為調(diào)制系數(shù)。

換流器采用定直流電壓和交流無(wú)功功率的控制方式，在換流器支路(b,a1)處將混合微電網(wǎng)潮流分解為AC微網(wǎng)與DC微網(wǎng)部分，如圖3所示。解耦后，AC微網(wǎng)中連接換流器的節(jié)點(diǎn)a1處添加了虛擬輔助有功負(fù)載和虛擬輔助無(wú)功發(fā)電機(jī)，在交直流混合微電網(wǎng)做全網(wǎng)潮流分析時(shí)，有功功率滿(mǎn)足公式(1)，虛擬輔助無(wú)功發(fā)電機(jī)的輸出無(wú)功q_b恒定且滿(mǎn)足公式(2)，DC微網(wǎng)中連接換流器的節(jié)點(diǎn)b處電壓恒定。

根據(jù)換流器支路的潮流解耦方法，圖1所示的交直流混合微電網(wǎng)，解耦為三部分，AC微網(wǎng)為子系統(tǒng)a，1^#DC微網(wǎng)為子系統(tǒng)b，2^#DC微網(wǎng)為子系統(tǒng)c，如圖4所示，AC微網(wǎng)與DC微網(wǎng)解耦后連接通信線(xiàn)路(如圖4中子系統(tǒng)之間的實(shí)線(xiàn))，表示在各個(gè)子系統(tǒng)微網(wǎng)內(nèi)部進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度時(shí)，交流部分與直流部分需要交換信息。

2)建立交直流混合錐最優(yōu)潮流模型；

步驟2)中所述的交直流混合錐最優(yōu)潮流以電網(wǎng)有功損耗和運(yùn)行成本最小為目標(biāo)函數(shù)，即：