[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

本發明提供了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，包括以下步驟：步驟1，對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，建立上下兩層控制結構，底層控制中求解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，將模式切換信號作為底層控制的輸入信號來進行運行模式間的切換，調整子網的輸入輸出功率和儲能系統的充放電功率。

技術領域

本發明屬于交直流混合微電網協調控制領域，具體涉及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。

背景技術

由于分布式電源的輸出很大一部分具有直流特性，直流負荷也在逐年增加，相較于單一微電網，交直流混合微電網不僅可以集成不同等級頻率/電壓的微電網，還可以實現子網間的能量調度和互助，提高彼此供電的可靠性，但由于子網中功率不間斷交互，容易導致大量損耗以及儲能系統頻繁充放電，降低了分布式電源的利用率，同時系統中各可控子系統的運行成本及效率均不同，傳統的控制按照子網容量比例分配功率會忽略經濟性。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供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。

本發明提供了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，具有這樣的特征，包括以下步驟：步驟1，對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，切換至子網-儲能功率協調模式，將上層控制輸出的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，子網經雙向變流器與儲能系統共同并聯在公共母線上，儲能系統中具有多個儲能單元，可控子系統包括子網與儲能單元。

在本發明提供的基于增量成本的交直流混合微電網多模式經濟運行方法中，還可以具有這樣的特征：其中，當在子網功率自治模式下時，子網的輸入輸出功率為零，不進行網間功率交互，儲能系統處于待機狀態，此時子網的功率平衡關系如下：

公式(1)和公式(2)中，P_ac,i、P_dc,j為第i個交流子網、第j個直流子網的發電量，為對應子網的負荷功率，為對應子網的最大容量。

在本發明提供的基于增量成本的交直流混合微電網多模式經濟運行方法中，還可以具有這樣的特征：其中，當在網間功率共享模式下時，功率盈余或匱乏的子網通過雙向變流器實現功率共享，儲能系統仍處于待機狀態，此時子網的功率平衡關系如下：

全局功率平衡關系為：

公式(3)和公式(4)中，為對應子網的輸入或輸出功率值，規定功率流入子網時為正，