[發明專利]一種基于電力彈簧的微電網電壓分布式控制方法

有效

• 申請號: 201811599965.1
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109687468B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 陳霞;黃煜彬;石夢璇;周建宇;文勁宇
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

本發明公開了一種基于多電力彈簧的微電網電壓分布式控制方法，包括：(1)相鄰ES控制器根據本地信息以分布式模式進行信息狀態交換收斂為同一狀態獲取參考電壓；(2)實時監測ES控制器實際輸出電壓與參考電壓間的差值跟蹤并調節ES控制器實際輸出電壓；(3)將電感電流轉換為下垂電壓，與控制信號的差值信號傳輸至PWM調制器，經調制后將電壓信號返回逆變器，形成下垂電壓對逆變器輸出信號的反饋調節，進而實現對ES電壓的控制；(4)重復步驟S2～S3，直至ES控制器實際輸出電壓為參考電壓。本發明相比于傳統的下垂控制方式可更精確的電壓控制并且在瞬態期間可有效避免過電壓現象的發生。

技術領域

本發明屬于電力電子在電力系統中的應用領域，更具體地，涉及一種基于多電力彈簧的微電網電壓分布式控制方法。

背景技術

當前，電力系統的運行方式是發電量根據用戶的需求而定。風能等可再生能源發電并網容量正逐年增大，新能源的間隙性和不穩定性使得其總的發電量難以準確預測，可能造成用戶用電需求與電網提供電能的不匹配，同時，對電力系統的影響也越來越明顯，比如諧波污染、電壓的波動及頻率閃變等。

針對電網電壓的波動，目前的技術手段主要是基于下垂控制的母線電壓控制以及集中通信與控制；其中理論分析表明下垂控制主要面臨穩態電壓偏差和多源均流問題：由于受系統線路阻抗因素的影響，通常需要選擇較大的下垂系數保證各主控制單元輸出功率按照理想的下垂設定曲線進行分配，但下垂系數過大時母線電壓穩態偏差受運行點變化較大，進而影響系統穩定性；另一方面集中通信與控制需要一個相當復雜的通信網絡，使得部署成本高昂且困難，而不可避免的隨著微電網規模的增大，通信網絡的壓力也會增大，同時該方法對通信網絡的可靠性要求較高。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種基于多電力彈簧的微電網電壓分布式控制方法，旨在解決現有下垂控制方法存在的交流母線電壓穩態偏差較大的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于多電力彈簧的微電網電壓分布式控制方法，包括：

S1:假設每個ES控制器均為代理，初始化各代理信息狀態，且相鄰代理根據本地信息以分布式模式進行信息狀態的交換，最終所有代理信息狀態收斂為同一狀態，計算系統的共識值作為參考電壓；

優選地，具體信息狀態在離散時間內的交互可以表示為：

其中，n是微電網的代理數量，a_ij是節點i到節點j數據出散戶傳輸的通信權重；指代理i在k次迭代過程中的信息狀態，相應地，指節點j處代理在k次迭代過程中的信息狀態；

對于離散狀態，a_ij值越大代表節點i處代理與節點j處代理間的通信度越高，若a_ij＝1表示節點i與節點j相鄰，若a_ij＝0則表示節點i與節點j間未鏈接；在實際狀態交互時，信息狀態會根據其當前狀態的加權平均值與相鄰信息狀態進行驅動調節自身狀態，若代理與其他代理未進行信息狀態的交換，則說明此代理在當前迭代過程中保持當前信息狀態。

優選地，整個微電網的全局信息發現過程可以用矩陣形式表示為：

X^k+1＝DX^K

其中，D為通信網絡的權重矩陣，X^K與X^k+1分別表示第k次和第k+1次迭代時信息狀態的向量，且

引入恒定邊緣權重ε，則D可表示為D＝I-εL，如(1)所示；其中，L表示通信網絡的拉普拉斯矩陣；在數學上，代理的通信系統通過通信矩陣D來表示，通常設計為對稱的，因此，被稱為雙隨機矩陣，并且D的所有特征值均小于或等于1；