[发明专利]一种孤岛型微电网分布式协同控制方法

说明书

本发明涉及一种孤岛型微电网分布式协同控制方法。根据孤岛型微电网的分布式电源与BESSs的分布情况，建立分布式协同通信网络，实现两者间的协同控制，以满足孤岛型微电网的功率平衡；搭建孤岛型微电网分布式电源的经济调度数学模型，采用一致性算法，使得分布式电源满足等微增率准则；采用一致性算法，将各电池储能系统荷电状态视为一致性变量，计算BESSs的荷电状态平均值；采用基于荷电状态的p‑f下垂控制方法，调节BESSs的输出功率，使得BESSs的荷电状态保持平衡。本发明方法基于分布式控制，弥补了集中控制存在的不足，使得微电网具有更高的稳定性和灵活性；同时，能够实现分布式电源的发电成本最低、输出功率满足调度命令要求以及BESSs保持荷电状态平衡。

技术领域

本发明涉及一种孤岛型微电网分布式协同控制方法。

背景技术

孤岛型微电网作为一种小型的智能电网，其通过分布式电源(Distributedgenerators,DGs)的方式整合多种可再生能源，能够有效地解决局部地区的供电问题。但是由于可再生能源发电的随机性和间歇性以及电力电子器件的低惯性，所以需要引入电池储能系统(battery energy storage systems,BESSs)来实现系统的功率平衡和满足负荷对电压和频率的要求。对于BESSs，需要考虑荷电状态(state of charge,SoC)平衡的问题，因为其荷电状态不平衡时可能会导致个别BESS出现过充过放提早退出运行，从而导致微电网控制策略的失效或者系统的崩溃。此外，孤岛型微电网也需考虑其发电的经济性问题，即需要考虑分布式电源的经济性调度问题。因此，需要有一种控制方法来兼顾孤岛型微电网的发电的经济性和BESSs的荷电状态平衡。

现有的微电网控制方法主要有集中控制方法与分布式控制方法。集中控制主要基于全局信息与中心控制器来进行控制，在电网的规模增大时呈现出很多的不足，例如单点故障的脆弱性、有限的灵活性以及隐私问题等。然而，分布式控制仅依赖于局部信息与合作，能够有效地弥补集中控制方法的不足。本发明提出的孤岛型微电网控制方法基于分布式控制，能够有效解决集中控制存在的不足。

BESSs的控制需要考虑荷电状态的平衡，然而传统的p-f下垂控制方法未能在进行有功功率调节时兼顾荷电状态平衡，因此需要对传统的p-f下垂控制方法进行改进，使得BESSs在运行时保持荷电状态平衡。

目前，微电网的集中与分布式控制方法的控制对象大都仅为分布式电源的发电成本问题或BESSs的荷电状态平衡问题，未能将两个问题协同考虑。但是，随着更大规模的分布式电源和BESSs的加入，现有的仅考虑一个方面的控制方法不再能满足孤岛型微电网的控制要求，所以需要提出一种新的控制方法将微电网的经济调度与BESSs的荷电状态平衡协同控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种孤岛型微电网分布式协同控制方法，该方法基于分布式控制，弥补了集中控制存在的不足，使得微电网具有更高的稳定性和灵活性；同时，该方法采用协同控制方法，能够在一个统一的框架内，实现多目标控制，即分布式电源的发电成本最低、分布式电源的输出功率满足调度命令要求以及BESSs保持荷电状态平衡。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种孤岛型微电网分布式协同控制方法，包括如下步骤：

步骤S1、根据孤岛型微电网的分布式电源与BESSs的分布情况，建立分布式协同通信网络，实现两者间的协同控制，以满足孤岛型微电网的功率平衡；

步骤S2、搭建孤岛型微电网分布式电源的经济调度数学模型，采用一致性算法，使得分布式电源满足等微增率准则，即发电成本最小；

步骤S3、采用一致性算法，将各电池储能系统荷电状态视为一致性变量，计算BESSs的荷电状态平均值；

步骤S4、采用基于荷电状态的p-f下垂控制方法，调节BESSs的输出功率，使得BESSs的荷电状态保持平衡。