[發明專利]交流微電網經濟運行控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201710296692.2
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN106899038B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 孫堯;李浪;韓華;葉華文;侯小超;楊建;粟梅
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/38
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

本發明提供交流微電網經濟運行控制方法及裝置。該方法包括：對于交流微電網中任一分布式電源，獲取所述分布式電源的最優有功功率函數；當所述最優有功功率函數在負載所需有功功率變化范圍閉區間上連續且可導，且為遞增函數時，基于所述分布式電源當前輸出的有功功率和最優有功功率函數的反函數，獲取所述分布式電源的參考頻率；基于所述參考頻率，對所述分布式電源對應的逆變器進行調節。根據本發明提供的交流微電網經濟運行控制方法，能夠實現在交流微電網達到穩態時，各分布式電源按最優有功功率為負載提供有功功率，即以發電成本最低的方式為負載提供有功功率，達到最優經濟運行。

技術領域

本發明涉及電網技術領域，更具體地，涉及交流微電網經濟運行控制方法及裝置。

背景技術

孤島交流微電網包含各種形式的分布式電源。通常，不同形式分布式微電源的發電特性各異，發電成本也各不相同。由于發電所采用的能源大多為不可再生且會對環境造成污染的能源，因此，采取一定的控制方法，實現孤島交流微電網經濟運行，降低發電成本，具有很強的實用性。

現有技術中，采用下垂控制方法實現分散式經濟運行時，需進行電壓調節和頻率調節。其中，頻率調節的過程一般是對于任一分布式電源，先根據系統頻率、發電成本相關的下垂系數和該分布式電源當前輸出的有功功率，獲取該分布式電源的參考頻率。以該參考頻率為基準，調節該分布式電源的當前頻率。當交流微電網到達穩態時，各分布式電源的參考頻率會達到一致。此時，各分布式電源按照對應下垂系數的倒數的比例為負載提供有功功率。

各分布式電源按照對應下垂系數的倒數的比例為負載提供有功功率，雖在一定程度上保證了經濟運行，即發電成本較高的分布式電源少輸出有功功率，發電成本較低的分布式電源多輸出有功功率，但由于無法保證交流微電網中所有分布式電源的總發電成本最低，因而無法達到最優的經濟運行。

發明內容

本發明提供交流微電網經濟運行控制方法及裝置，以克服現有技術中按比例進行有功功率輸出的分配，無法保證交流微電網中所有分布式電源的總發電成本最低，因而無法達到最優的經濟運行的問題。

根據本發明的一個方面，提供交流微電網經濟運行控制方法，該方法包括：步驟1，對于交流微電網中任一分布式電源，獲取所述分布式電源的最優有功功率函數；其中，所述最優有功功率函數的自變量為負載所需有功功率，因變量為最優有功功率；步驟2，當所述最優有功功率函數在負載所需有功功率變化范圍閉區間上連續且可導，且為遞增函數時，基于所述分布式電源當前輸出的有功功率和最優有功功率函數的反函數，獲取所述分布式電源的參考頻率；步驟3，基于所述參考頻率，對所述分布式電源對應的逆變器進行調節。

結合第一方面的第一種可能實現方式，在第二種可能實現方式中，對于交流微電網中任一分布式電源，基于所述分布式電源對應的發電成本函數和功率平衡式，構建優化模型；其中，所述發電成本函數的自變量為所述分布式電源輸出的有功功率，因變量為發電成本；基于所述優化模型，獲得所述分布式電源的最優有功功率函數。

結合第一方面的第二種可能實現方式，在第三種可能實現方式中，所述功率平衡式為：所述交流微電網中所有分布式電源輸出的有功功率之和等于負載所需有功功率。

結合第一方面的第三種可能實現方式，在第四種可能實現方式中，所述優化模型為：求所述交流微電網中各分布式電源對應的發電成本函數之和，在所述功率平衡式約束下的最小值。

結合第一方面的第四種可能實現方式，在第五種可能實現方式中，所述優化模型表達式為：s.t.P_L＝P₁+P₂+…+P_n；其中，n為交流微電網所含分布式電源的數目；C_i(P_i)為第i個分布式電源對應的發電成本函數；P_i(i＝0,…,n)為第i個分布式電源輸出的有功功率；P_L為交流微電網的負載所需有功功率。