[發(fā)明專利]一種基于有限時間控制的交直流混合微電網(wǎng)的無功均分方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810607300.4
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108964150B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柳偉;游建斌
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: H02J5/00
• 分類號: H02J5/00;H02J3/18
• 代理公司: 南京蘇創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32273
• 代理人: 張學(xué)彪

1.一種基于有限時間控制的交直流混合微電網(wǎng)的無功均分方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：建立計及交直流互動支撐的交直流混合微電網(wǎng)控制構(gòu)架；具體為：

步驟1-1：結(jié)合微電網(wǎng)電壓等級、功率配置容量、負荷功率需求因數(shù)，分析分布式電源接入直流母線的DC/DC變流器、接入交流母線常用的DC/AC逆變器以及直流微電網(wǎng)并入交流母線的雙向AC/DC變流器的拓撲結(jié)構(gòu)，針對交流子網(wǎng)與直流子網(wǎng)不同類型的分布式電源接入微電網(wǎng)不同類型母線的需求，建立相應(yīng)的仿真模型；

步驟1-2：研究分布式電源以及直流微電網(wǎng)的并網(wǎng)變流器的控制方法，使得分布式電源在微電網(wǎng)運行不同場景下發(fā)揮相應(yīng)的作用，維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，在建立變流器仿真模型的基礎(chǔ)上，使用下垂控制的控制方式對各分布式電源進行控制；

步驟2：建立交直流混合微電網(wǎng)的無功控制模型；具體為：

通過對無功-電壓下垂控制中設(shè)置的電壓最小值進行控制，使分布式電源的無功輸出對系統(tǒng)變化作出相應(yīng)的響應(yīng)；

由下垂控制得：

ΔQ＝Δu*d

式中，ΔQ為系統(tǒng)無功變化，Δu為系統(tǒng)電壓變化量，d為下垂系數(shù)，

式中，Qmax為無功最大值，Qref為無功參考值，uref為電壓參考值，umin為電壓最小值，則可得出響應(yīng)系統(tǒng)無功變化的umin為：

步驟3：采集交直流混合微電網(wǎng)的無功功率變化量；具體為：

基于步驟1和步驟2建立的交直流混合微電網(wǎng)模型，對系統(tǒng)無功負荷變化的場景進行仿真，采集在無功負荷變化時各分布式電源的無功變化量；

步驟3-1：在微電網(wǎng)穩(wěn)定運行時，記錄各分布式電源實際輸出的無功功率；

步驟3-2：在系統(tǒng)穩(wěn)定后的某個時間點改變系統(tǒng)無功負荷，模擬無功負荷變化的場景；

步驟3-3：待系統(tǒng)再次穩(wěn)定后，記錄各分布式電源此時發(fā)出的實際無功功率，從而計算出系統(tǒng)無功負荷變化時，各分布式電源發(fā)出的無功變化量；

步驟4：基于有限時間一致性交直流無功均分策略，具體為：

系統(tǒng)描述如下：

式中，x_i為代理i的狀態(tài)變量，該狀態(tài)變量為系統(tǒng)的功率、電壓或電流，Q_i為代理i的控制輸入量，各代理只能與其鄰居通信，交互狀態(tài)信息；

利用有限時間Lyapunov穩(wěn)定性判據(jù)，得到如下形式的一致性協(xié)議：

式中，a、b、c為有限時間控制參數(shù)，且O＜a＜1，b＞0，c≥0；w_ij是權(quán)重因子，w_ij≥0，代理i和j之間沒有通信線路連接時，w_ij＝0；sign為符號函數(shù)，定義如下：

一致性算法中，系統(tǒng)的通信拓撲由權(quán)重因子w_ij反應(yīng)，通過一種優(yōu)化的Metropolis算法，對w_ij進行自適應(yīng)調(diào)節(jié)；

式中，n_i和n_j分別為與代理i和代理j相鄰的代理數(shù)目，n_i和n_j均是本地信息，可根據(jù)通信拓撲變化自動調(diào)整；v是影響平均一致算法收斂速度的收斂因子，0＜v＜1；

把定義函數(shù)sign(x)|x|a用sig(x)a表示，將上式簡化為：

步驟4-1：將采集的無功變化量輸入有限時間控制中進行迭代，得到無功迭代值；

步驟4-2：將無功迭代值與步驟3中采集的各分布式電源無功變化量的差值作為二次控制的補償值輸入到各分布式電源中，最終使系統(tǒng)在無功負荷變化時各分布式電源的無功變化量相同，實現(xiàn)無功均分。