[发明专利]一种基于GPS同步定频的孤岛运行微电网协调控制方法

权利要求书

1.一种基于GPS同步定频的孤岛运行微电网协调控制方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1，根据最大允许电压、额定工作电压及最大限流点制定可调电源的静态下垂曲线；

步骤2，基于一阶动态特性建立电流输出响应控制器；

步骤3，以提高系统阻尼比及功率合理分配为目标，建立典型场景下垂系数优化查询库，进行下垂系数动态优化；

步骤4，确定当前运行场景的可调电源输出；

步骤5，建立有功功率与无功功率联合优化模型，并采用牛顿法进行多目标求解；

步骤6，确定最优的功率及电压电流输出；

在步骤1中，下垂系数的制定过程具体包括以下步骤：

a)静态特性设计：下垂曲线根据正常运行时的静态特性制定，采用三点式分段方式，即空载电势点、额定工作点以及最大限流点；

b)动态特性设计：针对分布式电源以及负荷的波动性问题，考虑可调电压功率分摊和系统的小扰动稳定性，建立多场景目标函数：

式中,n＝1......p表示微网有p个运行场景，P_i表示第i个可调电源的有功功率标幺值，1-P_i即表示与额定功率的差值，G表示可调节电源个数，ξ*为给定的系统阻尼比，ξ_Ki为小于ξ*的特征值阻尼比，下标Ki表示该阻尼比受下垂系数的影响；α、β为权重系数；

c)跟踪特性设计：下垂曲线输出电流控制指令后，为防止电流指令的突变带来的振荡，采用一阶惯性环节进行控制，一方面通过时间常数T的选取增加系统惯性，另一方面实现电流输出指令的无超调动态响应；

d)大扰动动态特性设计：当微网故障或大负荷投切等引起系统发生大扰动时，在逆变器输出限流时，下垂控制的调压特性应固定在电压下限；

所述电流输出响应控制器采用外闭环和内闭环相结合的双闭环控制策略，外闭环控制策略采用电流-电压下垂控制特性，进行电压稳定控制以及可调分布式电源之间的功率分配，即I＝I_max-KU，I为逆变器并网点的电流，U为逆变器并网点的电压，K为下垂系数，I_max为逆变器输出电流幅值指令；内闭环控制策略采用电流控制，电流幅值参考信号由外环给出，电流相位参考信号由GPS同步发生装置给出，实现电流全局同步。

2.如权利要求1所述的一种基于GPS同步定频的孤岛运行微电网协调控制方法，其特征是，所述步骤3的具体过程为：通过建立典型场景下垂系数的优化结果数据集，结合当前运行场景进行查询进行优化下垂系数，使可调电源在线快速自适应下垂控制，保证系统稳定性。

3.如权利要求1或2所述的一种基于GPS同步定频的孤岛运行微电网协调控制方法，其特征是，所述步骤5的具体过程包括以下步骤：

A)建立计及机组发电费用最小、网损最小、电压偏差最小和无功补偿容量最小的多目标有功功率与无功功率联合优化模型；

min F＝min[f₁,f₂,f₃,f₄]

F为目标函数，表示微网系统运行的费用、网络损耗、电压偏差和无功补偿容量；f₁、f₂、f₃和f₄分别表示发电费用、网络损耗、电压偏差和无功补偿容量；P_Gi为第i台分布式电源有功出力；a_i、b_i和c_i分别为费用系数；G_k(i,j)为第k条支路上节点i、j之间的电导；B_ij、θ_ij分别为节点i、j之间的电纳和电压表相角差；V_Ni为第i个节点的额定电压，Vi为第i个节点的的运行电压；Q_SCi表示静态无功补偿容量，Q_DCi示动态无功补偿容量；Pi、Qi分别为节点i的注入有功、无功功率；NG、Nk、N、NC分别为分布式电源数、系统支路数、系统节点数，无功补偿节点数；和V_i,min、V_i,max为分布式电源出力最大、最小限和节点电压上、下限；

B)采用牛顿法进行多目标优化模型求解，得到最优的微网运行优化方案。