[发明专利]一种基于逆变器的自治型微电网系统分布式协调控制方法

说明书

本发明公开了一种基于逆变器的自治型微电网系统分布式协调控制方法，包括以下步骤：当微电网系统未达到供需平衡时，利用下垂控制作为一次控制来调节各逆变器发电量的值，直至达到供需平衡；当微电网系统达到供需平衡后，采用分布式二次控制方法来调节微电网频率，通过调整逆变器的电压相位角来消除频率偏差。本发明无需改变预先设计的控制参数，仅根据本地结点和相邻结点之间的信息交换就可使得所有的逆变器达成动态一致，实现供需平衡，同时确保将微电网频率恢复至常用的参考值附近，可提升系统的可靠性和鲁棒性。

技术领域

本发明涉及智能电网控制领域，尤其是一种基于逆变器的自治型微电网系统分布式协调控制方法。

背景技术

微电网通常是指由分布式电源、负载和储能系统等所形成的小型中低压电力系统，越来越多的可再生能源的分布式电源已被整合到微电网系统中，与传统电网相比，微电网不仅对环境更加友好，而且能够利用分散的资源为边远地区和农村地区提供电力，达到因地制宜的目的，降低了建设运行成本。目前的微电网系统一般通过改变预先设计的控制参数来实现逆变器的动态调节，由于系统参数的修改需要较大的工作量，且参数的临时修改可能会造成系统的自适应性降低，因此在实际中采用这种方法实施调节控制的稳定性不高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种基于逆变器的自治型微电网系统分布式协调控制方法，无需改变预先设计的控制参数，仅根据本地结点和相邻结点之间的信息交换就可使得所有的逆变器达成动态一致，实现供需平衡。

为了弥补现有技术的不足，本发明采用的技术方案是：

一种基于逆变器的自治型微电网系统分布式协调控制方法，包括以下步骤：

S1、当微电网系统未达到供需平衡时，利用下垂控制作为一次控制来调节各逆变器发电量的值，直至该值满足系统稳态方程式①，从而达到供需平衡：

ΔP_i(t)＝P_gi(t)-P_li(t)-P_i^out(t)＝0①

其中，ΔP_i(t)表示第i个结点上的供需不匹配值，P_gi(t)表示第i个结点上的发电量，P_li(t)表示第i个结点上的负载需求，P_i^out(t)表示第i个结点净流出的有功功率；

在调节过程中的下垂控制调节方程式为：

其中，表示第i个逆变器的发电量的变化率，k_i表示基于收敛速度和稳定性的调整系数且k_i0，Vi和θ_i(t)分别表示第i个逆变器的电压幅度和电压相位角,N_i表示第i个逆变器的相邻逆变器的索引集合；X_ij表示结点i和结点j之间的传输线阻抗。

S2、当微电网系统达到供需平衡后，采用分布式二次控制方法来调节微电网频率，通过调整第i个逆变器的电压相位角来消除频率偏差，分布式二次频率控制方程为：

其中，h_i表示第i个逆变器的虚拟惯性，h_i0；w_i(t)表示外部控制信号。

进一步，在系统稳态方程式①中，第i个结点净流出的有功功率P_i^out(t)由下式确定：

进一步，在分布式二次频率控制方程③中，采用分布式PID控制器输出外部控制信号w_i(t)，得到由下式所确定的外部控制信号w_i(t)：