[发明专利]基于改进自适应下垂控制的孤岛交直流混联微电网潮流计算方法

说明书

本发明公开了基于改进自适应下垂控制的孤岛交直流混联微电网潮流计算方法，主要步骤为：1)建立交直流混联微电网控制模型。2)建立孤岛交直流混联微电网潮流模型。3)建立基于信赖域的LMTR求解算法。4)运用交替迭代法进行孤岛微电网交直流混联系统潮流计算，收敛判别条件是若收敛，则转入步骤5。若不收敛则继续迭代，直至收敛。5)输出潮流计算结果，并改变负荷有功，采用改进的自适应下垂控制策略，更新下垂控制系数，重新进行潮流计算。本发明能维持频率和电压的稳定，当系统内出现功率扰动时，同时也保证所有分布式电源按照电源容量比出力，不会出现过负荷时单个电源出力越界情况，有利于维持系统安全稳定可靠高效的运行。

技术领域

本发明涉及新能源并网领域，具体是基于改进自适应下垂控制的孤岛交直流混联微电网潮流计算方法。

背景技术

在目前能源短缺和环境恶化的大背景下，微电网越来越得到国内外学者的认可与发展。微电网是一种由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护系统等汇集而成的小型发配电系统，能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。微电网不仅能解决大规模分布式电源的灵活接入和高效运行，向偏远地区、海岛和荒漠中用户供电，而且它也是未来智能配电网实现自愈、用户侧互动和需求响应的重要途径。

微电网中电源与负载相距较近，不需要远距离传输，输电线路阻抗特性与传统配电网相似，同时分布式电源的接入、分布式电源控制方式的多样性、微电网运行方式的灵活多样性，使得微电网的潮流分布与计算有别于传统的配电网具有多样性。另外，微电网中间歇式分布式电源出力的随机性，线路和分布式电源的随机故障，以及系统负荷波动的不确定性因素，将会对系统的电能质量造成严重影响，并且也不利于系统安全稳定可靠运行。

潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算，是电力系统稳态运行分析与控制的基础。微电网常规潮流计算是微电网技术研究的一个重要领域，是微电网安全性分析、机电暂态稳定性分析、电磁暂态分析的基础，电磁暂态分析与机电暂态稳定性分析首先需要给定初始状态，而初始状态的给定就需要进行常规潮流计算；同时其也是微电网孤岛运行可靠性的重要依据。因此，研究微电网常规潮流的模型与算法，以获得快速、精确、实用的确定性潮流结果，是微电网稳态分析的基础，有着重要的研究意义与应用价值。

在孤岛交直流混联微电网系统中，各个分布式电源通常采用对等下垂控制，系统内存在多个平衡节点，由多个平衡节点共同承担不平衡功率，且微电网系统中线路的电阻不能远远小于电抗，这些因素都可能导致雅克比矩阵的奇异。需要采用先进的优化算法解决这个问题，孤岛微电网系统中，脱离交流主网支撑后，频率极易偏离额定值当系统出现扰动时，需要采用更先进的控制方式来维持频率和电压的稳定。同时为了使潮流计算结果更精确，需要计及负荷的频率/电压特性，采用交替迭代法来求解交直流混联系统。另外，所有分布式电源之间没有通信，为了使所有分布式电源按照电源容量比出力，保证相同的功率裕度，不会发生过负荷时单个电源出力越界情况，需要提出有效的下垂系数选择方法。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，基于改进自适应下垂控制的孤岛交直流混联微电网潮流计算方法，主要包括以下步骤：

1)搭建交直流混联微电网。

2)建立交直流混联微电网控制模型，主要包括交流分布式电源下垂控制模型、直流分布式电源下垂控制模型、连接变流器控制模型、计及频率/电压特性的负荷模型和改进的自适应下垂控制模型。

交流分布式电源下垂控制模型如下所示：