[發明專利]基于分布式比例一致性的微電網平均電壓觀測器

有效

• 申請號: 202011474595.6
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112600214B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 樓冠男;洪吟秋;顧偉;李山林;蔣嘯宇
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/38
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 饒富春

本發明公開基于分布式比例一致性的微電網平均電壓觀測器，涉及微電網運行控制領域，包括一、得到微電網全局平均電壓基礎值，二、估計出觀測值與真實值間的偏差系數，三、結合比例一致性建立改進電壓觀測器，四、實現準確的微電網有功功率均分以及平均電壓恢復；本發明在平均電壓觀測器的基礎上，在每個分布式電源中引入周期性輔助信號，并基于動態一致性觀測器對輔助信號平均值的觀測結果估計偏差系數，以表示出準確的平均電壓值，再進一步結合比例一致性算法提出改進電壓觀測器，有利于提高電壓恢復控制精度，從而提升微電網電能質量。

技術領域

本發明涉及微電網運行控制領域，具體的是基于分布式比例一致性的微電網平均電壓觀測器。

背景技術

隨著地球資源的日漸衰竭以及人們對環境問題的關注，可再生能源的接入越來越受到世界各國的重視。微電網是一種在能量供應系統中增加可再生能源和分布式能源滲透率的新興能量傳輸模式，其組成部分包括不同種類的分布式能源(distributed energyresources，DER，包括微型燃氣輪機、風力發電機、光伏、燃料電池、儲能設備等)、各種電負荷和熱負荷的用戶終端以及相關的監控、保護裝置。

微電網內部的電源主要由電力電子器件負責能量的轉換，并提供必須的控制；微電網相對于外部大電網表現為單一的受控單元，并可同時滿足用戶對電能質量和供電安全等的要求。微電網與大電網之間通過公共連接點進行能量交換，雙方互為備用，從而提供了供電的可靠性。由于微電網是規模較小的分散系統，與負荷的距離較近，可以增加本地供電的可靠性、降低網損，大大增加了能源利用效率，是一種符合未來智能電網發展要求的新型供電模式。

正常情況下，微電網并網運行，由大電網提供電壓、頻率支撐；當發生突發性或計劃性事件導致微電網脫網時，微電網將工作在自治狀態。下垂控制策略由于不需要主導分布式電源及聯絡線間聯系而獲得了廣泛的關注。當需要微電網由并網模式轉向獨立運行模式時，各分布式電源可以自動分擔微網內負載功率。但由于直流微網下垂控制是有差控制，會引起電壓的穩態偏差，因此需要采用二次協同控制以協助電壓恢復。而實際中，為了協調電壓恢復與有功功率均分控制目標間的矛盾性，通常將所有分布式電源輸出電壓恢復的目標放寬為平均電壓恢復至額定值。由于在分布式通信系統中，各分布式電源的本地控制器基于本地和相鄰分布式電源數據產生控制信號并執行，而無法直接獲取全局信息，因此需基于動態一致性建立本地平均電壓觀測器實現對全局平均電壓值的估計。隨著開放式通訊方式尤其是無線通訊的發展，控制周期由各分布式電源自主控制，實際中由于控制周期不一致將引起信號量偏差，導致平均動態一致性算法最終收斂值不準確，進而帶來電壓恢復控制中的穩態誤差。基于以上原因，有必要研究適用于異步微電網的平均電壓觀測器設計方法，從而保障異步信息交互場景下的電壓觀測精度，提高微電網二次電壓控制精度，進而提高微電網電能質量。

發明內容

為解決上述背景技術中提到的不足，本發明的目的在于提供基于分布式比例一致性的微電網平均電壓觀測器，本發明在獲取全局平均電壓基礎值后，引入周期性輔助信號，并基于動態一致性觀測器獲得輔助信號平均觀測值，進而估計觀測值與真實值間的偏差系數以實時修正平均電壓基礎值，最終結合比例一致性建立改進電壓觀測器，實現準確的平均電壓估計，減小二次電壓控制中由于異步通信引起的穩態偏差，提高微電網分布式控制精度。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

基于分布式比例一致性的微電網平均電壓觀測器，包括如下步驟：

步驟A.基于平均動態一致性建立平均電壓觀測器，得到微電網全局平均電壓基礎值；

步驟B.引入周期性輔助信號，采用動態一致性觀測器得到輔助信號平均觀測值，由此估計出觀測值與真實值間的偏差系數；

步驟C.基于步驟B中獲得的偏差系數實時修正全局平均電壓基礎值，并結合比例一致性建立改進電壓觀測器；