[發(fā)明專利]包含恒功率和下垂控制的通用型微電網(wǎng)群分布式控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610856013.8
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN106410808B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹戈;顧偉;柳偉;樓冠男;陳明
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種包含恒功率和下垂控制的通用型微電網(wǎng)群分布式控制方法，其特征在于，所述微電網(wǎng)群包含m個(gè)下垂控制的分布式電源集群和n個(gè)恒功率控制的分布式電源集群；微電網(wǎng)群中分布式電源的控制及相互間的信息交互由多代理體系統(tǒng)負(fù)責(zé)，每個(gè)分布式電源對應(yīng)一個(gè)代理，分布式電源的編號和與該分布式電源對應(yīng)的代理的編號相同；其中，一部分代理是被控制的牽制代理，其余代理通過與牽制代理的通信耦合，以分布的方式跟蹤同步；所述控制方法包括以下步驟：

步驟10)進(jìn)行一次控制，維持微電網(wǎng)群的功率平衡；

所述的步驟10)具體包括：在孤島模式下，當(dāng)微電網(wǎng)群發(fā)生擾動時(shí)，下垂控制的分布式電源集群自動進(jìn)行如式(1)所示的一次控制，下垂控制的分布式電源運(yùn)行在對等控制模式，維持微電網(wǎng)群的功率平衡：

式中，f_i表示第i個(gè)下垂控制的分布式電源的頻率，f_n,i表示第i個(gè)下垂控制的分布式電源頻率初始值，m_P,i表示第i個(gè)下垂控制的分布式電源的有功下垂系數(shù)，P_i表示第i個(gè)下垂控制的分布式電源輸出的有功功率，P_0,i表示第i個(gè)下垂控制的分布式電源的有功功率初始值，U_i表示第i個(gè)下垂控制的分布式電源的電壓；U_n,i表示第i個(gè)下垂控制的分布式電源電壓的參考值；n_Q,i表示第i個(gè)下垂控制的分布式電源的無功下垂系數(shù)；Q_i表示第i個(gè)下垂控制的分布式電源輸出的無功功率；Q_0,i表示第i個(gè)下垂控制的分布式電源的無功功率初始值；

步驟20)確定牽制代理的預(yù)定義群一致性收斂值；所述的步驟20)具體包括：在不確定通信拓?fù)湎拢_定牽制代理的預(yù)定義群一致性收斂值，包括基于下垂控制的牽制代理預(yù)定義群一致性值以及基于恒功率控制的牽制代理預(yù)定義群一致性值；

根據(jù)式(2)確定下垂控制分布式電源集群的分配系數(shù)：

其中，表示第k個(gè)下垂控制分布式電源集群的有功分配系數(shù)；ω_k,D,i表示第k個(gè)下垂控制分布式電源集群中代理i的參與因子，如果與代理i對應(yīng)的分布式電源參與二次控制，則ω_k,D,i＝1，否則ω_k,D,i＝0；表示第k個(gè)下垂控制分布式電源集群中代理i的有功容量，ω_k,PQ,i表示第k個(gè)恒功率控制分布式電源集群中代理i的參與因子，如果與代理i對應(yīng)的分布式電源參與二次控制，則ω_k,PQ,i＝1，否則ω_k,PQ,i＝0；表示第k個(gè)恒功率控制分布式電源集群中代理i的有功容量，表示第k個(gè)下垂控制分布式電源集群的無功分配系數(shù)，表示第k個(gè)下垂控制分布式電源集群中代理i的無功容量，表示第k個(gè)恒功率控制分布式電源集群中代理i的無功容量；

根據(jù)式(3)確定恒功率控制分布式電源集群的分配系數(shù)：

其中，表示第k個(gè)恒功率控制分布式電源集群的有功分配系數(shù)；ω_k,PQ,i表示第k個(gè)恒功率控制分布式電源集群中代理i的參與因子，如果該分布式電源參與二次控制，則ω_k,PQ,i＝1，否則ω_k,PQ,i＝0；表示第k個(gè)恒功率控制分布式電源集群中代理i的有功容量，表示第k個(gè)恒功率控制分布式電源集群的無功分配系數(shù)，表示第k個(gè)恒功率控制分布式電源集群中代理i的無功容量；

根據(jù)式(4)確定基于下垂控制的牽制代理預(yù)定義的群一致性值：

式中，表示第k個(gè)基于下垂控制分布式電源集群的有功預(yù)設(shè)群一致性值，表示整個(gè)微電網(wǎng)群中有功缺額，η_k,D表示第k個(gè)下垂控制分布式電源集群中非零參與因子的總數(shù)，表示第k個(gè)基于下垂控制分布式電源集群的無功預(yù)設(shè)群一致性值，表示整個(gè)微電網(wǎng)群中無功缺額，表示第k個(gè)基于下垂控制分布式電源集群的頻率預(yù)設(shè)群一致性值，表示第k個(gè)基于下垂控制分布式電源集群的電壓預(yù)設(shè)群一致性值，m_P,i表示有功下垂系數(shù)，n_Q,i表示無功下垂系數(shù)；

根據(jù)式(5)確定基于恒功率控制的牽制代理預(yù)定義的群一致性值：

式中，表示第k個(gè)恒功率控制分布式電源集群的有功預(yù)設(shè)群一致性值，整個(gè)微電網(wǎng)群中有功缺額，η_k,PQ表示第k個(gè)恒功率控制分布式電源集群中非零參與因子的總數(shù)；表示第k個(gè)恒功率控制分布式電源集群的無功預(yù)設(shè)群一致性值，表示整個(gè)微電網(wǎng)群中無功缺額；

步驟30)牽制代理以外的其他代理通過通信耦合與牽制代理尋求群一致性；

所述的步驟30)具體包括：通過牽制控制，使分布式電源集群內(nèi)與集群間的其他代理同牽制代理跟蹤同步，尋求達(dá)到預(yù)定義的群一致性；

按照式(6)確定下垂控制分布式電源代理i的控制誤差e_fUk,i：

式中，e_fk,i表示下垂控制分布式電源代理i的頻率控制誤差，e_Uk,i表示下垂控制分布式電源代理i的電壓控制誤差，Δf_n,i表示下垂控制分布式電源代理i在二次控制中頻率的修正量，ΔU_n,i表示下垂控制分布式電源代理i在二次控制中電壓的修正量；

按照式(7)確定恒功率控制分布式電源代理i的控制誤差e_PQk,i：

其中，e_Pk,i表示恒功率控制分布式電源代理i的有功功率控制誤差，e_Qk,i表示恒功率控制分布式電源代理i的無功功率控制誤差，ΔP_ref,i表示恒功率控制分布式電源代理i在二次控制中有功功率的修正量，ΔQ_ref,i表示恒功率控制分布式電源代理i在二次控制中無功功率的修正量；

通過式(8)進(jìn)行第k個(gè)下垂控制分布式電源集群中代理i的牽制控制：

式中，表示對e_fUk,i進(jìn)行求導(dǎo)，表示t_m時(shí)刻第k個(gè)分布式電源集群中與代理i相鄰的代理的集合，表示在t_m時(shí)刻代理i和該集群內(nèi)的其他代理之間的通信耦合系數(shù)，若存在通信線路連接，否則，e_fk,j表示下垂控制分布式電源代理j的頻率控制誤差，表示t_m時(shí)刻第l個(gè)分布式電源集群中與代理i相鄰的代理的集合；表示在t_m時(shí)刻代理i和其他集群中的代理之間的通信耦合系數(shù)，若存在通信線路連接，否則，表示在t_m時(shí)刻代理i的牽制控制增益，表示沒有針對代理i的牽制控制；e_Uk,j表示下垂控制分布式電源代理j的電壓控制誤差；

通過式(9)進(jìn)行第k個(gè)恒功率控制分布式電源集群中代理i的牽制控制：

式中，表示對e_PQk,i進(jìn)行求導(dǎo)，e_Pk,j表示恒功率控制分布式電源代理j的有功功率控制誤差，e_Qk,j表示恒功率控制分布式電源代理j的無功功率控制誤差；

步驟40)調(diào)整輸出功率，完成二次控制；

所述的步驟40)具體包括：各分布式電源代理根據(jù)達(dá)到的預(yù)定義群一致性值，基于恒功率控制的分布式電源調(diào)整輸出功率，基于下垂控制的分布式電源恢復(fù)系統(tǒng)頻率和電壓，共同完成微電網(wǎng)群的二次控制；

按照式(10)進(jìn)行下垂控制分布式電源代理i的二次控制：

式中，表示下垂控制分布式電源代理i通過二次控制調(diào)整的頻率的參考值，f_n,i表示下垂控制分布式電源代理i在一次控制中頻率的參考值，Δf_n,i表示下垂控制分布式電源代理i在二次控制中頻率的修正量,表示下垂控制分布式電源代理i通過二次控制調(diào)整的電壓的參考值，U_n,i表示下垂控制分布式電源代理i在一次控制中電壓的參考值，ΔU_n,i表示下垂控制分布式電源代理i在二次控制中電壓的修正量；

按照式(11)進(jìn)行恒功率控制分布式電源代理i的二次控制：

式中，表示恒功率控制分布式電源代理i通過二次控制調(diào)整的有功的參考值，P_ref,i表示恒功率控制分布式電源代理i初始的有功的參考值，ΔP_ref,i表示恒功率控制分布式電源代理i在二次控制中有功功率的修正量，表示恒功率控制分布式電源代理i通過二次控制調(diào)整的無功的參考值，Q_ref,i表示恒功率控制分布式電源代理i初始的無功的參考值，ΔQ_ref,i表示恒功率控制分布式電源代理i在二次控制中無功功率的修正量。