[发明专利]一种基于等效电路的微电网可求解边界分析的方法

说明书

本发明涉及一种基于等效电路的微电网可求解边界分析的方法，属于微电网技术领域。该方法包括如下步骤：1）对有功功率和无功功率的下垂控制方程进行扩展，得到对应的全潮流模型；2）根据全潮流模型，得到等效的含有虚拟电压源的系统模型；3）对等效的含有虚拟电压源的系统，构建其对应的雅可比矩阵；4）对雅可比矩阵，利用Wirtinger微积分以及Levy‑Desplanques定理，得到系统是否可求解，并通过定义一个指标以及该指标的值来判断基于下垂控制的微电网的可求解边界。本发明综合考虑了微电网的下垂控制，对有功功率和无功功率的下垂控制方程进行扩展得到等效的包含虚拟电源的等效电路，基于判断依据可以直接利用在线电压以及注入功率来判断原系统的可求解性。

技术领域

本发明涉及一种基于等效电路的微电网可求解边界分析的方法，属于微电网技术领域。

背景技术

几年来，随着可再生能源技术的发展，电力系统中的分布式电源占比越来越高，分布式发电由于开发和利用了可再生能源，具有经济环保等优点，其中微电网作为一种高效的分布式电源集成方式得到了广泛的发展和应用。微电网主要在分布式电源、电能转换设备、负荷以及控制策略的基础上实现了网络的自我管理和控制。在孤岛情况下，通常情况采用基于有功功率和无功功率的下垂控制策略，实现有功功率和无功功率的分配。

下垂控制策略对微电网的运行和控制具有很大的影响，设置的有功参考值、无功参考值、下垂控制策略系数对微电网的安全运行都有很大的影响，不合适的参数设置会导致微电网运行点距离安全稳定边界较近，增加了微电网运行的风险。如何利用微电网自身信息(比如，电压、功率以及参数信息)判断其运行点的安全性是一个十分必要的。目前关于这方便的专利和文献比较少，需要深入研究和探讨。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种基于等效电路的微电网可求解边界分析的方法，通过将下垂控制进行扩展得到对应的全潮流模型，进而得到等效的含有虚拟电压源的系统模型，然后利用Wirtinger微积分以及Levy-Desplanques定理对等效的系统模型的雅克比矩阵进行分析，得到判断系统运行点是否安全的依据。

本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：

一种基于等效电路的微电网可求解边界分析的方法，包括以下步骤：

1)基于采集的微电网有功功率和无功功率，对有功功率和无功功率的下垂控制方程进行扩展，得到对应的全潮流模型；

2)基于测量的微电网电压以及全潮流模型，得到等效的含有虚拟电压源的系统模型；

3)对等效的含有虚拟电压源的系统，构建其对应的雅可比矩阵；

4)对雅可比矩阵，利用Wirtinger微积分以及Levy-Desplanques定理，得到系统是否能求解，并通过定义一个指标以及该指标的值来判断基于下垂控制的微电网的能求解边界。

所述步骤1)具体包括以下步骤：

1-1)对下垂控制的有功控制中的按照V_i≈1以及θ_i≈0进行展开，得到

1-2)对下垂控制的无功控制中的按照V_i≈1以及θ_i≈0进行展开，得到

1-3)基于扩展量，得到有功控制和无功控制的全潮流模型以及式中，θ_i表示电压相角，表示电压相角的参考值，P_i表示节点的有功功率，表示节点有功功率的参考值，V_i表示节点电压幅值，表示节点电压幅值参考值，Q_i表示节点的无功功率，表示节点无功功率的参考值，和为对应的系数。

所述步骤2)具体包括以下步骤：

2-1)引入一个新参数