[發明專利]一種孤島微電網彈性分布式頻率和電壓恢復控制方法

有效

• 申請號: 202110588609.5
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113258614B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 杜兆斌;詹浩欽;陳飛鴻;吳佳潤;劉騏滔
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/38;H02J3/16;H02J13/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 鄭秋松

1.一種孤島微電網彈性分布式頻率和電壓恢復控制方法，用于分層控制架構的逆變器型孤島微電網，所述孤島微電網設有多個分布式電源，其特征在于，所述孤島微電網彈性分布式頻率和電壓恢復控制方法，具體包括如下步驟：

對于由多個分布式電源組成的逆變器型孤島微電網，每個分布式電源與相鄰的分布式電源進行雙向通信，形成稀疏連通的通信網絡，任選兩個分布式電源分別接收參考閾值信號，所述參考閾值信號具體包括電壓參考值上限、電壓參考值下限、頻率參考值上限和頻率參考值下限；

在通信網絡下基于包容算法對孤島微電網進行完全分布式二次控制；

所述在通信網絡下基于包容算法對孤島微電網進行完全分布式二次控制，具體步驟包括：

基于包容算法并根據電壓參考值上限和電壓參考值下限進行電壓恢復和無功均分控制，使得分布式電源的電壓收斂于由電壓參考值上限和電壓參考值下限形成的電壓凸包內；

所述基于包容算法并根據電壓參考值上限和電壓參考值下限進行電壓恢復和無功均分控制，具體根據電壓恢復和無功均分控制公式進行控制電壓；

所述電壓恢復和無功均分控制公式，具體表示為：

式中ΔV_i為第i臺分布式電源的電壓恢復控制信號，為ΔV_i的微分形式，c_v為第一電壓控制增益，c_Q為第一無功控制增益，a_ij表示通信網絡節點i和通信網絡節點j的通信情況，N為孤島微電網中分布式電源的總臺數，N+1表示電壓參考值上限的通信網絡節點序號，N+2表示電壓參考值下限的通信網絡節點序號，v_oi為第i臺分布式電源的輸出電壓，v_oj為第j臺分布式電源的輸出電壓，v_ref,u為電壓參考值上限，v_ref,l為電壓參考值下限，Q_i為第i臺分布式電源的輸出無功功率，n_Q,i為第i臺分布式電源的無功下垂系數，Q_j為第j臺分布式電源的輸出無功功率，n_Q,j為第j臺分布式電源的無功下垂系數，下標i表示通信網絡節點i，即第i臺分布式電源，下標j表示通信網絡節點j，即第j臺分布式電源，i和j均為正整數，左標符號Δ表示為對應參數的恢復控制信號，上標符號·表示為對應參數的求微分后的結果，即對應參數的微分形式；

基于包容算法并根據頻率參考值上限和頻率參考值下限進行頻率恢復和有功均分控制，使得分布式電源的頻率收斂于由頻率參考值上限和頻率參考值下限形成的頻率凸包內；

所述基于包容算法并根據頻率參考值上限和頻率參考值下限進行頻率恢復和有功均分控制，具體根據頻率恢復和有功均分控制公式進行控制電壓；

所述頻率恢復和有功均分控制公式具體為：

式中Ω為頻率列向量，為Ω的微分形式，Ω_ref為頻率參考值列向量，Ω_ref,u為頻率參考值上限列向量，Ω_ref,l為頻率參考值下限列向量，Ω_i為第i臺分布式電源的頻率，Δω為頻率恢復控制信號列向量，為Δω的微分形式，c_ω為第一頻率控制增益，c_P為第一有功控制增益，ω_i為第i臺分布式電源的輸出角頻率，ω_ref,u為角頻率參考值上限，ω_ref,l為角頻率參考值下限，P_i為第i臺分布式電源的輸出有功功率，m_P,i為第i臺分布式電源的有功下垂系數，L₁、L₂為由通信網絡拉普拉斯矩陣L中提取的第一系數矩陣、第二系數矩陣，表示實數域，N為孤島微電網中分布式電源的總臺數；

所述通信網絡拉普拉斯矩陣L表示為：

其中，N為孤島微電網中分布式電源的總臺數。