[发明专利]包含恒功率和下垂控制的通用型微电网群分布式控制方法

摘要

本发明公开了一种包含恒功率和下垂控制的通用型微电网群分布式控制方法，包括以下步骤步骤10)进行一次控制，维持微电网群的功率平衡；步骤20)确定牵制代理的预定义群一致性收敛值；步骤30)牵制代理以外的其他代理通过通信耦合与牵制代理寻求群一致性；步骤40)调整输出功率，完成二次控制。该控制方法采用分层控制，以牵制控制为基础，包含了恒功率控制和下垂控制两种控制方式的分布式电源集群，是一种分布式的控制方法。该方法消除了对中央控制器和复杂通信拓扑的需求，减少了控制器的数量，能够适应微电网群中通信拓扑变化，满足分布式电源即插即用的需求。

主权项

一种包含恒功率和下垂控制的通用型微电网群分布式控制方法，其特征在于，所述微电网群包含m个下垂控制的分布式电源集群和n个恒功率控制的分布式电源集群；微电网群中分布式电源的控制及相互间的信息交互由多代理体系统负责，每个分布式电源对应一个代理，分布式电源的编号和与该分布式电源对应的代理的编号相同；其中，一部分代理是被控制的牵制代理，其余代理通过与牵制代理的通信耦合，以分布的方式跟踪同步；所述控制方法包括以下步骤：步骤10)进行一次控制，维持微电网群的功率平衡；所述的步骤10)具体包括：在孤岛模式下，当微电网群发生扰动时，下垂控制的分布式电源集群自动进行如式(1)所示的一次控制，下垂控制的分布式电源运行在对等控制模式，维持微电网群的功率平衡：式中，fi表示第i个下垂控制的分布式电源的频率，fn,i表示第i个下垂控制的分布式电源频率初始值，mP,i表示第i个下垂控制的分布式电源的有功下垂系数，Pi表示第i个下垂控制的分布式电源输出的有功功率，P0,i表示第i个下垂控制的分布式电源的有功功率初始值，Ui表示第i个下垂控制的分布式电源的电压；Un,i表示第i个下垂控制的分布式电源电压的参考值；nQ,i表示第i个下垂控制的分布式电源的无功下垂系数；Qi表示第i个下垂控制的分布式电源输出的无功功率；Q0,i表示第i个下垂控制的分布式电源的无功功率初始值；步骤20)确定牵制代理的预定义群一致性收敛值；所述的步骤20)具体包括：在不确定通信拓扑下，确定牵制代理的预定义群一致性收敛值，包括基于下垂控制的牵制代理预定义群一致性值以及基于恒功率控制的牵制代理预定义群一致性值；根据式(2)确定下垂控制分布式电源集群的分配系数：其中，表示第k个下垂控制分布式电源集群的有功分配系数；ωk,D,i表示第k个下垂控制分布式电源集群中代理i的参与因子，如果与代理i对应的分布式电源参与二次控制，则ωk,D,i＝1，否则ωk,D,i＝0；表示第k个下垂控制分布式电源集群中代理i的有功容量，ωk,PQ,i表示第k个恒功率控制分布式电源集群中代理i的参与因子，如果与代理i对应的分布式电源参与二次控制，则ωk,PQ,i＝1，否则ωk,PQ,i＝0；表示第k个恒功率控制分布式电源集群中代理i的有功容量，表示第k个下垂控制分布式电源集群的无功分配系数，表示第k个下垂控制分布式电源集群中代理i的无功容量，表示第k个恒功率控制分布式电源集群中代理i的无功容量；根据式(3)确定恒功率控制分布式电源集群的分配系数：其中，表示第k个恒功率控制分布式电源集群的有功分配系数；ωk,PQ,i表示第k个恒功率控制分布式电源集群中代理i的参与因子，如果该分布式电源参与二次控制，则ωk,PQ,i＝1，否则ωk,PQ,i＝0；表示第k个恒功率控制分布式电源集群中代理i的有功容量，表示第k个恒功率控制分布式电源集群的无功分配系数，表示第k个恒功率控制分布式电源集群中代理i的无功容量；根据式(4)确定基于下垂控制的牵制代理预定义的群一致性值：式中，表示第k个基于下垂控制分布式电源集群的有功预设群一致性值，表示整个微电网群中有功缺额，ηk,D表示第k个下垂控制分布式电源集群中非零参与因子的总数，表示第k个基于下垂控制分布式电源集群的无功预设群一致性值，表示整个微电网群中无功缺额，表示第k个基于下垂控制分布式电源集群的频率预设群一致性值，表示第k个基于下垂控制分布式电源集群的电压预设群一致性值，mP,i表示有功下垂系数，nQ,i表示无功下垂系数；根据式(5)确定基于恒功率控制的牵制代理预定义的群一致性值：式中，表示第k个恒功率控制分布式电源集群的有功预设群一致性值，整个微电网群中有功缺额，ηk,PQ表示第k个恒功率控制分布式电源集群中非零参与因子的总数；表示第k个恒功率控制分布式电源集群的无功预设群一致性值，表示整个微电网群中无功缺额；步骤30)牵制代理以外的其他代理通过通信耦合与牵制代理寻求群一致性；所述的步骤30)具体包括：通过牵制控制，使分布式电源集群内与集群间的其他代理同牵制代理跟踪同步，寻求达到预定义的群一致性；按照式(6)确定下垂控制分布式电源代理i的控制误差efUk,i：式中，efk,i表示下垂控制分布式电源代理i的频率控制误差，eUk,i表示下垂控制分布式电源代理i的电压控制误差，Δfn,i表示下垂控制分布式电源代理i在二次控制中频率的修正量，ΔUn,i表示下垂控制分布式电源代理i在二次控制中电压的修正量；按照式(7)确定恒功率控制分布式电源代理i的控制误差ePQk,i：其中，ePk,i表示恒功率控制分布式电源代理i的有功功率控制误差，eQk,i表示恒功率控制分布式电源代理i的无功功率控制误差，ΔPref,i表示恒功率控制分布式电源代理i在二次控制中有功功率的修正量，ΔQref,i表示恒功率控制分布式电源代理i在二次控制中无功功率的修正量；通过式(8)进行第k个下垂控制分布式电源集群中代理i的牵制控制：式中，表示对efUk,i进行求导，表示tm时刻第k个分布式电源集群中与代理i相邻的代理的集合，表示在tm时刻代理i和该集群内的其他代理之间的通信耦合系数，若存在通信线路连接，否则，efk,j表示下垂控制分布式电源代理j的频率控制误差，表示tm时刻第l个分布式电源集群中与代理i相邻的代理的集合；表示在tm时刻代理i和其他集群中的代理之间的通信耦合系数，若存在通信线路连接，否则，表示在tm时刻代理i的牵制控制增益，表示没有针对代理i的牵制控制；eUk,j表示下垂控制分布式电源代理j的电压控制误差；通过式(9)进行第k个恒功率控制分布式电源集群中代理i的牵制控制：式中，表示对ePQk,i进行求导，ePk,j表示恒功率控制分布式电源代理j的有功功率控制误差，eQk,j表示恒功率控制分布式电源代理j的无功功率控制误差；步骤40)调整输出功率，完成二次控制；所述的步骤40)具体包括：各分布式电源代理根据达到的预定义群一致性值，基于恒功率控制的分布式电源调整输出功率，基于下垂控制的分布式电源恢复系统频率和电压，共同完成微电网群的二次控制；按照式(10)进行下垂控制分布式电源代理i的二次控制：式中，表示下垂控制分布式电源代理i通过二次控制调整的频率的参考值，fn,i表示下垂控制分布式电源代理i在一次控制中频率的参考值，Δfn,i表示下垂控制分布式电源代理i在二次控制中频率的修正量,表示下垂控制分布式电源代理i通过二次控制调整的电压的参考值，Un,i表示下垂控制分布式电源代理i在一次控制中电压的参考值，ΔUn,i表示下垂控制分布式电源代理i在二次控制中电压的修正量；按照式(11)进行恒功率控制分布式电源代理i的二次控制：式中，表示恒功率控制分布式电源代理i通过二次控制调整的有功的参考值，Pref,i表示恒功率控制分布式电源代理i初始的有功的参考值，ΔPref,i表示恒功率控制分布式电源代理i在二次控制中有功功率的修正量，表示恒功率控制分布式电源代理i通过二次控制调整的无功的参考值，Qref,i表示恒功率控制分布式电源代理i初始的无功的参考值，ΔQref,i表示恒功率控制分布式电源代理i在二次控制中无功功率的修正量。