[发明专利]一种下垂控制型孤岛微电网电压质量概率评估方法

说明书

本发明公开了一种下垂控制型孤岛微电网电压质量概率评估方法，首先建立下垂控制孤岛微电网的确定性潮流计算模型；然后由节点注入功率的相关系数矩阵ρ计算得到对应标准正态分布向量的相关系数ρ₀，生成均匀分布的独立点列矩阵U_n×M，由独立点列矩阵U_n×M根据等概率转换原则得到独立标准正态分布的随机变量矩阵Y_n×M，将Y_n×M转化为相关系数矩阵为ρ₀的标准正态分布序列矩阵Z_n×M，将Z_n×M转化为与节点注入功率服从相同分布类型、相关系数等于ρ的样本矩阵X_n×M，对样本矩阵X_n×M采用牛顿‑拉夫逊法求解以及概率统计，得到节点电压均值、标准差、越限率、极大值等电压质量概率指标，本发明解决了现有技术中对下垂控制孤岛微电网进行电压质量概率评估难以实施的问题。

技术领域

本发明属于微电网控制技术领域，具体涉及一种下垂控制型孤岛微电网电压质量概率评估方法。

背景技术

近年来，微电网理论与技术得到迅速发展，多台分布式电源(DistributedGeneration,DG)组网的微电网系统成为必然趋势。微电网中除了传统电网中的负荷功率随机波动外，由于风速或光照强度等外部环境条件具有动态随机波动性，使得风力发电机组或光伏发电单元的输出功率也呈现较大随机波动性，而这些功率的随机波动将对系统的电压质量造成不利影响。

微电网有并网和孤岛两种运行状态。多台组网构成的孤岛微电网，包括主从结构和对等结构。采用对等结构时，其频率和电压通常由若干下垂控制型分布式电源联合维持，为表述方便，下文简称其为“下垂控制孤岛微电网”。由于没有起到类似传统电网的平衡机作用的主控电源，下垂控制孤岛微电网的稳态运行特性与传统配电网有显著区别。下垂控制孤岛微电网中各可控DG的容量较小，调节能力较差，间歇性DG出力及负荷功率的波动对孤岛微电网的影响可能更突出，并且由于没有具备足够的备用容量和调节能力的主控电源，可能会引起较大的电压偏差和电压波动等。随着分散式风电和光伏发电在微电网中的渗透率越来越高，对随机因素影响下的下垂控制孤岛微电网的电压质量进行评估对其规划和运行都具有现实意义。

目前，关于间歇性DG并网会对配电网电能质量的影响，国内外学者已经作了大量研究，取得很多研究成果。主要研究集中在DG并网引起的配电网的电压波动、电压越限、电压闪变、三相电压不平衡、频率偏差、谐波畸变以及直流注入等电能质量问题；采用的方法有确定性方法和概率方法两类。但目前尚未有对下垂控制孤岛微电网的电压质量评估方面的研究。

考虑到确定性评估方法只能得到几个离散的数值，或只能反映出个别时刻的评估结果，无法准确地表述不确定性因素所引起的随机特征；而计及DG出力及负荷功率的随机波动性，采用概率评估的方式进行电压质量评估，得到电压质量指标的概率统计特征，可更全面准确地反映系统实际情况。

同时，考虑到微电网内DG地理位置邻近，其风速或光照强度往往具有较强的相关性，从而风电机组或光伏单元的出力亦表现出强相关性；且负荷也往往具有相关性。在微电网电压质量概率评估中计及随机变量的相关性，将得到更精确的结果。

故此本发明拟针对下垂控制孤岛微电网，结合其运行机理提出一种计及间歇性DG和负荷功率随机性和相关性的电压质量概率评估的模型和方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种下垂控制型孤岛微电网电压质量概率评估方法，解决了现有技术中对下垂控制孤岛微电网进行电压质量概率评估难以实施的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种下垂控制型孤岛微电网电压质量概率评估方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、建立下垂控制孤岛微电网的确定性潮流计算模型；