[发明专利]一种基于Prim的微电网源荷储恢复方法

说明书

本发明涉及一种基于Prim的微电网源荷储恢复方法。该方法将微电网黑启动过程中源荷储设备的恢复顺序问题等价为路径优化问题，将恢复事件作为加权连通无向图的顶点，把微电网稳定裕度的负值作为顶点间的边权值，基于Prim算法思想搜索加权连通无向图中所有的顶点以生成最小生成树，形成整个微电网黑启动过程的恢复顺序方案。本发明的微电网源荷储恢复方法具有简单、实用、恢复平滑的优点，可为微电网的黑启动提供参考，提高微电网系统可靠性。

技术领域

本发明属于微电网控制领域，特别涉及一种基于Prim(普里姆算法，一种最小生成树算法)的微电网源荷储恢复方法。

背景技术

近些年来，随着经济的快速发展，能源的需求急剧增加，而分布式发电(Distributed Generation，DG)技术以其能源利用率高，污染小等特点受到了广泛的关注，微电网作为其技术支持也受到同样的关注。微电网既能作为可控发/用电单元运行在并网状态，又能作为小型区域电网运行在孤岛状态。通过微电网的设计思想，可将大量具有随机波动性的分布式电源发电问题转化为一个可控的微电网系统发电问题，从而可以大大减小分布式能源间歇性对传统电力系统的消极影响，同时也可提高对微电网内部负荷的供电可靠程度。

微电网系统不可避免因某些事故进入断电停运状态，这将造成重要负荷断电并引起经济损失，因此微电网系统必须具有孤岛状态下的黑启动能力。微电网的黑启动是指在微电网因故障停运进入孤岛状态后，先启动系统中具有自启动能力的储能单元作为主电源，再带动无启动能力的微电源，逐步扩大系统的恢复范围，最终实现整个系统的恢复。黑启动是微电网系统安全稳定运行的最后一道防线。

经对现有技术文献的检索发现，(一种风光水互补型微电网黑启动控制方法，中国专利号：201410201098.7)提出了一种适用于风光水互补型微电网黑启动控制方法，该方法通过采集微电网基础数据，根据这些参数选出备选微电网黑启动方案，然后在对备选方案逐一仿真计算，在此基础上生成可行方案。上述专利在生成备选方案后需要进行数据量巨大的在线仿真，这要求微电网中央控制器具有强大的数据处理能力，这对于小型的微电网系统并不适用。

本发明将微电网黑启动过程中源荷储设备的恢复顺序问题等价为路径优化问题，将恢复事件作为连通无向图的顶点，把微电网稳定裕度的负值作为顶点间的边权值，基于Prim算法思想搜索无向连通图中所有的顶点生成最小生成树，形成整个微电网黑启动过程的恢复顺序方案。本发明的微电网源荷储恢复方法具有简单、实用、恢复平滑的优点。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术中存在的不足之处，一种基于Prim的微电网源荷储恢复方法，基于Prim算法生成最小生成树的思想形成整个微电网黑启动过程的恢复顺序方案。

本发明提供了一种基于Prim的微电网源荷储恢复方法，包括如下步骤：

(1)微电网中央控制器(MGCC，Microgrid Central Controller)进行微电网整体拓扑和设备状态监控，计算当前微电网运行裕度和稳定裕度K_pMG；其中，微电网运行裕度用于描述微电网黑启动过程的有功备用裕度。表示微电网具有正值的有功出力调整裕度以应对负荷增加和电源出力减少的情况；表示微电网具有负值的有功出力调整裕度以应对负荷减少和电源出力增加的情况。微电网稳定裕度K_pMG表示微电网的功率调整裕度，可衡量微电网的稳定性，K_pMG越大，其稳定性越好。K_pMG可由计算得出，计算公式如下：

当且不满足时，令K_pMGi＝-1。

(2)根据MGCC监控的设备信息(包括各类微电源、负荷、储能装置，简称源荷储)，进行需恢复设备的编码，形成加权连通无向图的顶点集合，并形成当前生成树的顶点集合T和不属于当前生成树的顶点集合T′，初始化已生成边集合邻接矩阵H：