[發明專利]一種孤島型微電網分布式協同控制方法

有效

• 申請號: 201911029104.4
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110854927B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 李功新;林靜懷;李澤科;范海威;徐志光;邵振國;陳建洪;陳澤文;鄧宏杰
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司;福州大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/48;H02J3/32;H02J3/38
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

本發明涉及一種孤島型微電網分布式協同控制方法。根據孤島型微電網的分布式電源與BESSs的分布情況，建立分布式協同通信網絡，實現兩者間的協同控制，以滿足孤島型微電網的功率平衡；搭建孤島型微電網分布式電源的經濟調度數學模型，采用一致性算法，使得分布式電源滿足等微增率準則；采用一致性算法，將各電池儲能系統荷電狀態視為一致性變量，計算BESSs的荷電狀態平均值；采用基于荷電狀態的p?f下垂控制方法，調節BESSs的輸出功率，使得BESSs的荷電狀態保持平衡。本發明方法基于分布式控制，彌補了集中控制存在的不足，使得微電網具有更高的穩定性和靈活性；同時，能夠實現分布式電源的發電成本最低、輸出功率滿足調度命令要求以及BESSs保持荷電狀態平衡。

技術領域

本發明涉及一種孤島型微電網分布式協同控制方法。

背景技術

孤島型微電網作為一種小型的智能電網，其通過分布式電源(Distributedgenerators,DGs)的方式整合多種可再生能源，能夠有效地解決局部地區的供電問題。但是由于可再生能源發電的隨機性和間歇性以及電力電子器件的低慣性，所以需要引入電池儲能系統(battery energy storage systems,BESSs)來實現系統的功率平衡和滿足負荷對電壓和頻率的要求。對于BESSs，需要考慮荷電狀態(state of charge,SoC)平衡的問題，因為其荷電狀態不平衡時可能會導致個別BESS出現過充過放提早退出運行，從而導致微電網控制策略的失效或者系統的崩潰。此外，孤島型微電網也需考慮其發電的經濟性問題，即需要考慮分布式電源的經濟性調度問題。因此，需要有一種控制方法來兼顧孤島型微電網的發電的經濟性和BESSs的荷電狀態平衡。

現有的微電網控制方法主要有集中控制方法與分布式控制方法。集中控制主要基于全局信息與中心控制器來進行控制，在電網的規模增大時呈現出很多的不足，例如單點故障的脆弱性、有限的靈活性以及隱私問題等。然而，分布式控制僅依賴于局部信息與合作，能夠有效地彌補集中控制方法的不足。本發明提出的孤島型微電網控制方法基于分布式控制，能夠有效解決集中控制存在的不足。

BESSs的控制需要考慮荷電狀態的平衡，然而傳統的p-f下垂控制方法未能在進行有功功率調節時兼顧荷電狀態平衡，因此需要對傳統的p-f下垂控制方法進行改進，使得BESSs在運行時保持荷電狀態平衡。

目前，微電網的集中與分布式控制方法的控制對象大都僅為分布式電源的發電成本問題或BESSs的荷電狀態平衡問題，未能將兩個問題協同考慮。但是，隨著更大規模的分布式電源和BESSs的加入，現有的僅考慮一個方面的控制方法不再能滿足孤島型微電網的控制要求，所以需要提出一種新的控制方法將微電網的經濟調度與BESSs的荷電狀態平衡協同控制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種孤島型微電網分布式協同控制方法，該方法基于分布式控制，彌補了集中控制存在的不足，使得微電網具有更高的穩定性和靈活性；同時，該方法采用協同控制方法，能夠在一個統一的框架內，實現多目標控制，即分布式電源的發電成本最低、分布式電源的輸出功率滿足調度命令要求以及BESSs保持荷電狀態平衡。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種孤島型微電網分布式協同控制方法，包括如下步驟：

步驟S1、根據孤島型微電網的分布式電源與BESSs的分布情況，建立分布式協同通信網絡，實現兩者間的協同控制，以滿足孤島型微電網的功率平衡；

步驟S2、搭建孤島型微電網分布式電源的經濟調度數學模型，采用一致性算法，使得分布式電源滿足等微增率準則，即發電成本最小；

步驟S3、采用一致性算法，將各電池儲能系統荷電狀態視為一致性變量，計算BESSs的荷電狀態平均值；

步驟S4、采用基于荷電狀態的p-f下垂控制方法，調節BESSs的輸出功率，使得BESSs的荷電狀態保持平衡。