[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

说明书

本发明公开了一种基于GPS同步定频的孤岛运行微电网协调控制方法，解决了频率稳定与电压稳定交互影响的问题，其步骤如下：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。本发明实现了微电网的同步定频、微电网的电压稳定与优化控制、就地的电压控制与功率分配和微网的高效优化运行。

技术领域

本发明涉及一种基于GPS同步定频的孤岛运行微电网协调控制方法，属于电力系统控制领域。

背景技术

微电网是分布式可再生能源高效利用的有效方式，微电网与大电网相结合是未来电力系统的发展方向。在大电网故障时微电网以孤岛方式运行，可以保证用户的可靠供电。微网孤岛运行时由于脱离了大电网，因此如何对频率与电压进行有效的控制保证微网稳定运行成为亟待解决的关键技术问题。

目前微网的控制大多采用与大电网相同的策略，如采用主从控制或者对等控制对频率与电压分别进行控制，采用主从控制的独立运行微网中，由主控电源为系统提供电压和频率支撑，控制方法比较简单，但要求主控电源的容量足够大，能够支撑起微网的频率与电压；一旦主控电源因故障等原因退出运行，整个微网将失去频率与电压支撑，无法维持正常运行。对等控制能够实现分布式电源的即插即用，成为目前研究的热点，其基本原理是根据接入点的就地电压与系统频率信息，模拟大电网的有功功率/频率(P/f)和无功功率/电压(Q/U)的下垂特性控制逆变器的输出功率，将系统频率与电压维持一个合适的范围内。但该方法存在着大电网固有的频率稳定与电压稳定相互影响的问题，

目前微电网的控制主要模拟大电网的控制策略，即对频率与电压分别进行控制，由于缺乏统一的时间参考无法获取电气量的相位信息，如需对相位进行控制则需通过频率进行调节，因此导致存在着频率稳定与电压稳定交互影响的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种基于GPS同步定频的孤岛运行微电网协调控制方法，其能够解决频率稳定与电压稳定的交互影响的问题。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

一方面，本发明实施例提供的一种基于GPS同步定频的孤岛运行微电网协调控制方法，它包括以下步骤：

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。

作为本实施例一种可能的实现方式，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(对应与横轴的交点)，额定工作点(对应额定电压与额定电流)以及最大限流点(对应最低允许电压以及最大输出电流)；

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：