[发明专利]微电网多目标优化运行控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及分布式发电和智能电网控制领域，具体涉及一种微电网的多目标优化运行控制方法。

背景技术

近年来，随着人们对能源和环境问题的日益关注以及用户对供电质量要求的不断提高，微电网作为一种能量供应系统中增加可再生能源和分布式能源渗透率的新型能量传输模式和组织形式，能够充分发挥分布式电源(Distributed Generation，DG)为电力系统和用户所带来的技术、经济、环境效益，进一步提高电力系统运行的灵活性、经济性和清洁性，更好地满足电力用户对电能质量、供电可靠性和安全性的要求，也可以通过冷热电联供满足能量的梯级利用和供电多样性的要求，逐渐成为国内外的研究热点。微电网中的分布式电源主要包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电源和风力发电机等，其容量一般不超过100kW，一般需要通过控制灵活的逆变器连接到电网，以保证微电网系统运行的柔性和可靠性。微电网存在两种典型的运行模式：在正常情况下，微电网与常规电网并网运行，称为并网运行模式；当检测到电网故障或者电能质量不满足要求时，微电网将及时与电网断开而处于独立运行模式。同时，微电网需要根据实际运行状况的变化实现两种模式之间的平滑切换。

微电网需要对其内部的分布式电源进行有效的协调控制，以使微电网在不同的运行模式下以及不同模式切换过程中，尽可能实现系统多种运行指标的综合最优。

申请号为200910305535.9的中国专利“微电网能量智能控制系统”给出了一种利用预测信息对微电网进行控制的智能能量控制系统，包括微电网系统和控制系统，其中控制系统包含的微电网多目标优化运行和综合协调控制模块按照预先设定的控制目标对微电网内部各分布式单元进行联合最优控制，实现微电网的闭环运行。但是该专利申请没有给出，也不能直接从系统中推得微电网在多种工作模式下多目标优化运行和协调控制的实现方法。

申请号为201110115437.6的中国专利“微电网并网到离网控制方法及无缝切换方法”只是通过计算离网时微电网的功率盈缺来地制定各负荷、分布式电源的投退计划，保证微电网运行的可靠性、稳定性。但是该专利申请只涉及离网至并网的切换控制，切换控制方法较为粗略，且并未关注微电网运行的暂态稳定性。实质上，通过分布式电源逆变器的协调控制，柔性调节微电网在多种工作模式和切换过程的优化运行，可以达到多个运行指标的综合最优。

《电力系统自动化》，2008，32(7)：98-103中的《微电网综合控制与分析》提出了一种微电网中基于下垂特性的分布式电源协调控制策略，每个分布式电源根据自己局部的相关信息进行独立控制，有效实现系统的功率平衡，且即插即用的特点可以灵活方便地组网。但是，该方法在不同运行模式下对分布式电源采用不同控制策略，即并网运行模式下采用PQ控制，独立运行模式时采用V/f控制，存在运行模式切换时产生暂态振荡的可能性。

《电工技术学报》，2009，24(2)：100-107中的设计了一种微电网中分布式电源逆变器的多环反馈控制策略，采用电压外环稳定负载电压，电流内环提高系统的动态响应，但没有实现电压、电流dq轴的解耦控制，系统的动态特性和均流特性有待进一步提高。

《电力系统自动化》，2010，34(22)：97-102中的《逆变型分布式电源微电网小信号稳定性动态建模分析》以及《电力系统自动化》，2011，35(6)：76-80中的《逆变型分布式电源微电网并网小信号稳定性分析》建立完整的微电网小信号动态模型，可以分析控制参数对微电网动态性能和稳态特性的影响，但是没有将分析结果应用于微电网的运行控制之中。

总之，目前研究中的微电网运行控制，尤其是针对包含风光互补和冷热电联产的微电网，都没有明确提出微电网优化运行的指标函数以及微电网优化运行的控制方法，而且缺乏理论分析与指导。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种微电网多目标优化运行控制方法，该方法可使微电网在不同的运行模式(并网运行模式、并网运行与独立运行的模式切换、负荷突变的独立运行模式、重新并网运行模式)下，都能达到经济性、清洁性、可靠性、稳定性和动态性能等多个运行指标目标的综合最优。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：