[發明專利]基于增量成本的交直流混合微電網多模式經濟運行方法

有效

• 申請號: 202011155821.4
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112260291B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 楊帆;葉靈玥;李東東;林順富
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/02;H02J3/28
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

1.一種基于增量成本的交直流混合微電網多模式經濟運行方法，用于對包含多個不同等級頻率/電壓的子網的交直流混合微電網進行運行控制，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，對所述子網設定三種運行模式，分別為子網功率自治模式、網間功率共享模式和子網-儲能功率協調模式；

步驟2，建立所述交直流混合微電網的上下兩層控制結構，包括底層控制與上層控制，在底層控制中，求解每個可控子系統的增量成本，對子網發電與儲能系統充放電采用基于增量成本的下垂控制，并均衡各可控子系統的增量成本，上層控制根據子網本地負荷情況、增量成本變化以及其他子網的成本參數、輸入輸出功率輸出模式切換信號，當子網能維持本地供需平衡時，處于所述子網功率自治模式，當子網內發生較大功率波動時，該子網切換至所述網間功率共享模式，當所有子網均處于網間功率共享模式時，系統仍無法維持安全穩定運行時，切換至所述子網-儲能功率協調模式，將上層控制輸出的所述模式切換信號作為底層控制的輸入信號來進行不同運行模式間的自動切換，調整子網的輸入輸出功率以及儲能系統的充放電功率，使得所述交直流混合微電網在不同運行模式下穩定運行的同時優化系統的運行成本，

其中，所述子網經雙向變流器與所述儲能系統共同并聯在公共母線上，

所述儲能系統中具有多個儲能單元，

所述可控子系統包括所述子網與所述儲能單元，

將所述子網功率自治模式設為模式Ⅰ、所述網間功率共享模式設為模式Ⅱ、所述子網-儲能功率協調模式設為模式Ⅲ，

步驟2中進行上層控制時根據子網本地負荷情況、增量成本變化以及其他子網的成本參數、輸入輸出功率作為模式切換判據，綜合判斷后對應輸出所述模式切換信號，引入閾值α、β，α包括α_i、α_j分別用于管理第i個交流子網、第j個直流子網在模式Ⅰ與模式Ⅱ間的切換，β用于管理模式Ⅱ與模式Ⅲ間的切換，α、β的關系為：

0＜α＜β＜1?(1)，

進行模式Ⅰ、模式Ⅱ切換時，

模式Ⅰ切換至模式Ⅱ只需滿足對應的子網頻率/電壓超過設定閾值，由事件A_i、A_j表示：

Event?A_j:|V′_dc,j|＞α_j?(2)

Event?A_i:|f′_i|＞α_i?(3)

模式Ⅱ切換至模式Ⅰ時需同時滿足子網切換模式后保持自治運行以及子網運行模式切換不會導致其他子網切換至模式Ⅲ兩個條件，分別設計事件B_i、B_j和C_i、C_j：

子網模式Ⅰ與模式Ⅱ間的所述模式切換信號表示為：

L_ac,i＝A_i∪B_i∪C_i?(8)

L_dc,j＝A_j∪B_j∪C_j?(9)

將所述模式切換信號輸入底層控制，此時所述子網的輸入輸出功率為：

公式(10)-(11)中k_p、k_i為比例積分控制器中的比例積分增益，

公式(4)-公式(7)中，表示子網由模式Ⅱ切換至模式Ⅰ對該子網產生的影響，表示子網由模式Ⅱ切換至模式Ⅰ對整個系統產生的影響，分別表示為：

公式(12)-公式(15)中，a_i、a_j為成本函數的二次項系數，b_i、b_j為一次項系數，

公式(8)和公式(9)中，∪為邏輯或，

當進行模式Ⅱ與模式Ⅲ之間切換，

子網由模式Ⅱ切換至模式Ⅲ時，需滿足所述公共母線的電壓超過設定閾值或子網間功率共享無法維持系統的功率平衡，分別用事件D、E分別表示:

Event?D:|V′_cb|＞β?(16)

且由模式Ⅲ切換至模式Ⅱ時需事件D、E同時為假，模式Ⅱ與模式Ⅲ間的模式切換信號表示為：

L_es,k＝D∪E?(18)

將所述模式切換信號輸入底層控制，所述儲能單元的充放電功率為：

公式(19)中，V_cb為公共母線電壓，為公共母線允許的最小、最大工作電壓，a_k為成本函數的二次項系數。