[發明專利]直流微電網分布式最優母線電壓控制方法

有效

• 申請號: 201711282512.1
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN109904924B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 李忠文;程志平;梁靜;高金峰;董亮輝
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

本發明涉及一種直流微電網分布式最優母線電壓控制方法，包括以下步驟；以分布式方式得到各參與電壓調節的發電單元(DG)最優負荷分配及各發電單元所在節點的母線電壓平均值；各發電單元通過將各自最優負荷分配和當前輸出功率做差，并通過比例積分(PI)控制器得到電壓控制補償量1；各發電單元通過將直流母線電壓標稱值(即參考值)和直流母線電壓平均值做差，并通過比例積分(PI)控制器得到電壓控制補償量2；各發電單元在各自電壓?電流下垂控制函數基礎上增加上述補償量1和補償量2，得到新的電壓參考值，實現直流微電網分布式最優母線電壓控制。本發明可實現直流母線電壓無差控制的同時最優化負荷在各參與電壓調節的發電單元間的分配。

技術領域

本發明涉及一種直流微電網分布式最優母線電壓控制策略，屬于智能電網技術領域。

背景技術

微電網作為智能電網發展的過度，能夠促進可再生能源滲透率，并提高供電可靠性。直流微電網具有不存在無功和相位問題、效率高、綠色環保等優點。因此，直流微電網是實現智能電網安全、可靠、高效、清潔的關鍵，是未來供用電領域的重要模式。在直流微電網中具有大量逆變器接口的發電單元，為了實現各發電單元間電流分配，下垂控制模式在直流微電網中有大量應用。然而，傳統下垂控制具有以下缺點：1)由于受線路阻抗影響，難以實現準確負荷分配；2)直流母線電壓存在穩態偏差。目前為止，雖然提出了一些方案以克服傳統下垂控制的缺點，然而，這些方案大多通過中央控制器，采用集中式控制方式實現。這種集中式控制方式容易受單點故障影響，并且可擴展性較差。此外，很少研究實現直流微電網母線電壓恢復控制的同時，根據各發電單元的發電成本在各發電單元間最優化分配直流微電網中的負荷需求。

發明內容

本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種多直流微電網分布式最優母線電壓控制策略。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：直流微電網分布式最優母線電壓控制方法，為直流微電網中每個參與電壓調節的發電單元配置一個智能體，各智能體之間構建一個通信網絡，且通過相鄰智能體之間的通信和迭代計算實現直流微電網分布式最優母線電壓控制，包括以下步驟；

1)以分布式方式得到各參與電壓調節的發電單元最優負荷分配參考值；

2)以分布式方式得到各發電單元所在節點的直流母線電壓平均值；

3)各發電單元通過將各自最優負荷分配參考值和當前輸出功率做差，并通過比例積分控制器得到電壓控制補償量1；各發電單元通過將直流母線電壓標稱值和直流母線電壓平均值做差，并通過比例積分控制器得到電壓控制補償量2；

4)各發電單元在各自電壓-電流下垂控制函數基礎上增加上述補償量1和補償量2，得到新的電壓參考值，通過調整各發電單元電壓到新的電壓參考值，實現直流微電網分布式最優母線電壓控制。

所述以分布式方式得到各參與電壓調節的發電單元最優負荷分配即分布式最優負荷分配算法，包括以下步驟：

2-1)建立最優負荷分配優化模型，如下式所示：

其中，C_i(P_i)＝a_iP_i²+b_iP_i+c_i，為第i個分布式電源的發電成本函數，P_i表示第i個分布式電源輸出的功率，P_refi代表第i個發電單元的最優負荷分配參考值,P_i和分別代表第i個發電單元的輸出功率的下限和上限,P_Load代表直流微電網中的負荷需求，a_i、b_i、c_i均為大于0的參數，n為參與直流微電網母線電壓調節的發電單元的個數。

2-2)通過下式進行迭代，直到算法收斂：