CN106712027A - 一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略 - Google Patents
一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106712027A CN106712027A CN201710034409.9A CN201710034409A CN106712027A CN 106712027 A CN106712027 A CN 106712027A CN 201710034409 A CN201710034409 A CN 201710034409A CN 106712027 A CN106712027 A CN 106712027A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- micro
- source
- voltage
- time
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 12
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 claims description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/02—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks using a single network for simultaneous distribution of power at different frequencies; using a single network for simultaneous distribution of ac power and of dc power
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
- H02J3/16—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by adjustment of reactive power
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略,根据有功负荷的变化来构建P‑U下垂控制中频率基准的取值,来补偿微网的频率波动,基于无功负荷的变化构建Q‑f下垂控制中电压基准值的原理,改进无功下垂系数,改善微源的无功均分。其中Q‑f下垂控制中的动态频率基准是在其额定值基础上加上负载变化引起的频率偏离量,在几乎不影响微源无功输出的情况下适应不同负荷侧无功需求时的频率调节,实现频率的误差调节,进而提高频率的稳定性;P‑U下垂控制中的动态电压基准是在其额定值基础上机上各微源线路压降值,简化控制,本发明以改进下垂系数来等效替代动态电压基准,可使有功均分可在各微源输出电压不同的情况下仍保持精准。
Description
技术领域
本发明涉及智能电网控制领域,尤其是一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略的设计方法及其控制系统。
背景技术
随着新能源和可再生能源发电的不断渗透,为有效解决分布式发电大规模并网状态下所引发的诸多问题,充分发挥其潜能,在分布式发电技术领域产生了微电网。微电网以微源的形式整合如光伏发电、风力发电等各种类型可再生能源,提高了资源的使用效率,并通过热电联产来更好地协调各式微源。下垂控制法作为广泛适用于微网中逆变器的控制方法之一,可实现微源的即插即用功能及点对点控制,在协调微源工作时对微源间的通信并无太大依赖,所以在微源的功率平衡及电压稳定等方面,下垂控制表现得更加高效和可靠。
下垂控制属于有差调节,当微网系统的负荷变化时,不能保证微网的运行频率稳定在额定值,频率波动现象较为明显,除此之外,微网中各微源系统线路阻抗的差异使各逆变器的输出电压偏离其额定值程度不一,彼此间存在差异,因此传统的下垂控制也不能精准地实现有功功率均分。因此,负荷变化时的微电网的频率及微源出力的安全稳定性控制仍然是关键性技术难题之一。目前针对上述问题通常采用以下几种控制策略:(1)基于不同时间尺度的分层控制;(2)分层一致性控制方法。前者通过在较短时间尺度内增大下垂系数的一次控制来提高功率均分精度,并在较长时间尺度内利用二次控制调整频率,尽管可一定程度上改善功率均分精度,但频率偏差的解决效果并不理想,在时间上也有局限性;后者通过协调各微源出力,使微源在出力突变后的电压、频率趋于一直稳定,同样频率波动问题仍旧存在。正是出于上述原因,所以急需一种既能维持频率稳定,又能改善有功功率均分的控制策略,来确保低压微网出力及频率的稳定。
发明内容
本发明针对传统P-U下垂控制中负荷变化引起的的频率波动现象及受线路阻抗影响的功率均分问题,提供一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略。
为实现上述目的,采用了以下技术方案:本发明所述策略为:根据无功负荷的实时变化来设计实时的频率基准值,确保频率随负荷变化的波动相对较小;以根据各微源线路压降随有功负荷的实时变化来设计实时的电压基准值为原理,改进有功下垂系数,并使有功均分能在各微源输出电压不同的情况下保持精准。
所述策略的具体内容如下:
步骤1,设计Q-f控制中动态频率基准的实时取值;
步骤2,设计P-U控制中动态电压基准的实时取值;
步骤3,设计P-U控制的下垂系数;
步骤4,设计下垂控制器。
进一步的,步骤1中,根据微源分派的无功变化来拟定动态频率基准值,即频率基准值大小因负荷而定,以此来补偿频率的偏离量,进而保证微网运行频率稳定在额定值,具体如下:
(1.1)首先确定微源分派的无功变化量;
假设无功负荷在1,2,...,j,...,n(j≥2)时刻发生改变,以任意j时刻时的前一时刻j-1时刻时的微源无功为基础,可得j时刻时微源分派的无功变化量:
ΔQ(j)=Q(j)-Q(j-1), (1)
令ΔQ(0)=0,可得关于微源分派的无功变化序列,设为A,则
A=(ΔQ(0),ΔQ(1),...,ΔQ(j),...,ΔQ(n))T, (2)
(1.2)确定频率基准的校正量;
根据微源Q-f下垂控制方程,可得j时刻时的微网频率偏移量:
Δf(j)=m·ΔQ(j), (3)
其中,m是无功下垂系数,令j时刻时的频率基准的校正量:
Δf*(j)=f*(j)-f*(j-1)=-Δf(j), (4)
则可得到关于微源频率基准值校正序列,设为B,则
B=-m·A, (5)
(1.3)确定各时刻微源的频率基准值,设F为各时刻的微源基准频率序列:
F=(f*(0),f*(1),...,f*(j),...,f*(n))T, (6)
令f*(0)=50Hz,根据式(4),则有F=MF+B,其中M是常数矩阵(rank(M)=n+1)
则有
F=(E-M)-1B, (8)
则j时刻时的微源频率基准值为
f*(j)=D·F=mD(E-M)-1A, (9)
其中,代表第j+1位数是1的n+1维单位行向量。
进一步的,步骤2中,考虑负荷变化时各微源的线路压降来确定各P-U控制中的动态电压基准值,得出符合微源实际运行时的P-U下垂特性,即为了使下垂特性适合微源实际运行时的输出电压控制,可在各微源输出电压不同情况下,使微源间的有功均分保持精准,具体如下:
(2.1)确定线路压降的变化量;
假设有功负荷也在1,2,...,j,...,n(j≥2)时刻改变,以任意j时刻的前一时刻j-1时刻的线路压降为基础,可得j时刻时的微源线路压降幅值变化量:
ΔUL(j)=UL(j)-UL(j-1), (10)
令ΔUL(0)=0,可得微源线路压降的变化序列,设为C,则
C=(ΔUL(0),ΔUL(1),...,ΔUL(j),...,ΔUL(n))T, (11)
(2.2)确定动态电压基准值,即各时刻时的微源电压基准值;
令j时刻时的电压基准值为
U*(j)=U*(j-1)+ΔUL(j), (12)
令U*(0)=US,其中US是公共耦合点电压,设各时刻时的微源电压基准值系列为U:
U=(U*(0),U*(1),...,U*(j),...,U*(n))T, (13)
令U=MU+C,其中M如式(7)所示,则
U=(E-M)-1C, (14)
则j时刻时的微源电压基准值为
U*(j)=D·U=D(E-M)-1C, (15)。
进一步的,步骤3中,以步骤2为原理,通过拟合每次负荷有功变化时的微源实际运行点,得出拟合直线方程,并能以改进传统的有功下垂系数的方法来实现,具体如下:
对微源的各实际运行点进行拟合,其方程求解如下:
(3.1)确定微源最大有功运行点P坐标(Pmax,U′min);
低压微网中,线路阻抗以阻性为主,当微源最大有功输出时,其线路压降为:
式中,RL是线路阻抗,则点P纵坐标:
式中,Umin为理论上微源的最小运行电压幅值。
(3.2)确定直线l5方程;
令所有微源的有功基准值相等且为0,则点O坐标为(0,U*),因此直线l5方程为:
U=U*+n′(P-P*), (18)
其中,U*为理论上微源的电压基准值,n′为直线l5的斜率:
式中,n为传统的有功下垂系数,对于任意负荷变化时刻即j时刻时的微源,其线路压降为:
此时,微源的实际输出电压为:
因此,负荷变化时的微源各运行点坐标均满足直线l5方程,可将其作为微源的实际P-U下垂特性发来控制其输出电压,可增加在实际控制中的简便性。
进一步的,步骤4中,根据动态频率基准取值的方法,设计Q-f下垂控制器;根据式(9)建立在线频率基准值评估计算系统,通过检测负荷变化前后的无功计算出无功变化量,得出正常的频率偏移量,并在负荷变化前的频率基准值的基础上减去该偏移量得到负荷变化后的微源频率基准值,并将其运用于控制负荷变化后的稳态运行的微源,直至下次负荷变化时减去新的频率偏移量生成新的频率基准值。
根据以动态电压基准为原理的下垂系数取值的方法,设计P-U下垂控制器;其原理是通过计算负荷变化时的线路压将的变化量,并在负荷变化前的微源电压基准值的基础上加上该变化量得出负荷变化后的微源电压基准值,并将其运用于控制负荷变化后的稳态运行的微源;根据上述原理将其简化为有功下垂系数的改进,通过检测各微源系统自身的线路阻抗,取其与传统电压基准即公共耦合点电压的比值为下垂系数的校正量,再加上传统值生成改进的下垂系数,并将其用于控制各微源的有功输出,即可获得理想的有功均分精度。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
1、在几乎不影响微源无功输出的情况下适应不同负荷侧无功需求时的频率调节,实现频率的误差调节,进而提高频率的稳定性。
2、使有功均分可在各微源输出电压不同的情况下仍保持精准。
附图说明
图1为动态基准的整体构建过程;
图2为基于动态频率基准的微源Q-f下垂特性;
图3为基于动态电压基准的微源P-U下垂特性;
图4为基于动态电压基准的微源有功均分;
图5为基于动态频率基准的微源Q-f下垂控制器设计;
图6为基于动态电压基准的微源P-U下垂控制器设计。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明:
本发明所述策略为:根据无功负荷的实时变化来设计实时的频率基准值,确保频率随负荷变化的波动相对较小;以根据各微源线路压降随有功负荷的实时变化来设计实时的电压基准值为原理,改进有功下垂系数,并使有功均分能在各微源输出电压不同的情况下保持精准。
具体内容如下:
步骤1,设计Q-f控制中动态频率基准的实时取值;
如图1所示,根据微源分派的无功变化来拟定动态频率基准值,即频率基准值大小因负荷而定,以此来补偿频率的偏离量,进而保证微网运行频率稳定在额定值,具体如下:
(1.1)首先确定微源分派的无功变化量;
假设无功负荷在1,2,...,j,...,n(j≥2)时刻发生改变,以任意j时刻时的前一时刻j-1时刻时的微源无功为基础,可得j时刻时微源分派的无功变化量:
ΔQ(j)=Q(j)-Q(j-1), (1)
令ΔQ(0)=0,可得关于微源分派的无功变化序列,设为A,则
A=(ΔQ(0),ΔQ(1),...,ΔQ(j),...,ΔQ(n))T, (2)
(1.2)确定频率基准的校正量;
根据微源Q-f下垂控制方程,可得j时刻时的微网频率偏移量:
Δf(j)=m·ΔQ(j), (3)
其中,m是无功下垂系数,令j时刻时的频率基准的校正量:
Δf*(j)=f*(j)-f*(j-1)=-Δf(j), (4)
则可得到关于微源频率基准值校正序列,设为B,则
B=-m·A, (5)
(1.3)确定各时刻微源的频率基准值,设F为各时刻的微源基准频率序列:
F=(f*(0),f*(1),...,f*(j),...,f*(n))T, (6)
令f*(0)=50Hz,根据式(4),则有F=MF+B,其中M是常数矩阵(rank(M)=n+1)
则有
F=(E-M)-1B, (8)
则j时刻时的微源频率基准值为
f*(j)=D·F=mD(E-M)-1A, (9)
其中,代表第j+1位数是1的n+1维单位行向量;由于负荷变化的不确定性,一般是为了得出当前微网运行时的频率基准值,当负荷连续变化或变化频繁时,此方法可快速地计算出每次负荷变化时的频率基准值。如图2所示,直线L1,L2分别表示j,j-1时刻时的微源Q-f下垂特性,当负荷在j时刻变化时,微源分派的无功由Q(j-1)变为Q(j),可根据式(9)求得j时刻时的频率基准值,采用直线L2来控制j时刻至j+1时刻稳定运行区间的微源,可使频率不会随负荷的增加而降落,与j-1时刻至j时刻间的微网稳定频率几乎保持在同一值,即额定值。
步骤2,设计P-U控制中动态电压基准的实时取值;
如图1所示,考虑负荷变化时各微源的线路压降来确定各P-U控制中的动态电压基准值,得出符合微源实际运行时的P-U下垂特性,即为了使下垂特性适合微源实际运行时的输出电压控制,可在各微源输出电压不同情况下,使微源间的有功均分保持精准,具体如下:
(2.1)确定线路压降的变化量;
假设有功负荷也在1,2,...,j,...,n(j≥2)时刻改变,以任意j时刻的前一时刻j-1时刻的线路压降为基础,可得j时刻时的微源线路压降幅值变化量:
ΔUL(j)=UL(j)-UL(j-1), (10)
令ΔUL(0)=0,可得微源线路压降的变化序列,设为C,则
C=(ΔUL(0),ΔUL(1),...,ΔUL(j),...,ΔUL(n))T, (11)
(2.2)确定动态电压基准值,即各时刻时的微源电压基准值;
令j时刻时的电压基准值为
U*(j)=U*(j-1)+ΔUL(j), (12)
令U*(0)=US,其中US是公共耦合点电压,设各时刻时的微源电压基准值系列为U:
U=(U*(0),U*(1),...,U*(j),...,U*(n))T, (13)
令U=MU+C,其中M如式(7)所示,则
U=(E-M)-1C, (14)
则j时刻时的微源电压基准值为
U*(j)=D·U=D(E-M)-1C, (15)。
图2给出了本发明的微源P-U下垂曲线,直线l1表示传统的P-U下垂曲线(即0时刻时不考虑线路压降时的下垂曲线),直线l2,l3分别表示j-1,j时刻负荷变化时所采用的改进微源下垂曲线。如果采用l1来控制任意时刻运行的微源,微源的实际输出电压与其无功输出并不匹配,会造成微源间有功均分偏差,而采用l2,l3控制j-1,j时刻稳态运行时的微源,能使微源的有功输出较好地匹配其实际运行电压。
步骤3,设计P-U控制的下垂系数;
以步骤2为原理,通过拟合每次负荷有功变化时的微源实际运行点,得出拟合直线方程,并能以改进传统的有功下垂系数的方法来实现,具体如下:
图3所示的直线l4表示微源最大有功输出时的改进下垂曲线,直线l5并不是下垂曲线,而是拟合微源各实际运行点的直线。若采用直线l2来控制微源,并不能覆盖该微源的所有实际运行点,只针对该时刻即微源有功输出为P(j-1)的运行点A有效,当负荷变化时,微源有功输出变为P(j),控制曲线将变为l3,此时的微源实际运行点为点B,由此可见,负荷变化时的微源实际运行点不在同一电压基准的改进下垂曲线上,因此本发明对微源的各实际运行点进行拟合,拟合曲线即直线l5,其方程求解如下:
(3.1)确定微源最大有功运行点P坐标(Pmax,U′min);
低压微网中,线路阻抗以阻性为主,当微源最大有功输出时,其线路压降为:
式中,RL是线路阻抗,则点P纵坐标:
式中,Umin为理论上微源的最小运行电压幅值。
(3.2)确定直线l5方程;
令所有微源的有功基准值相等且为0,则点O坐标为(0,U*),因此直线l5方程为:
U=U*+n′(P-P*), (18)
其中,U*为理论上微源的电压基准值,其中,n′为直线l5的斜率:
式中,n为传统的有功下垂系数,对于任意负荷变化时刻即j时刻时的微源,其线路压降为:
此时,微源的实际输出电压为:
因此,负荷变化时的微源各运行点坐标均满足直线l5方程,可将其作为微源的实际P-U下垂特性发来控制其输出电压,可增加在实际控制中的简便性,相对于传统下垂曲线l1而言,直线l5改进了有功下垂系数,即斜率。基于直线l5的两台微源的有功均分情况如图4所示,直线l′1,l″1分别表示基于直线l1的DG1,DG2的P-U下垂曲线,若不考虑线路压降,两者的输出电压是相同的,有功输出是P1,P2,负荷按容量比均分负荷功率,但实际上线路压降的存在会导致两个微源的输出电压不同,即图4中的U1,U2,有功输出变为P′1,P′2,偏离上述有功均分精度;直线l′5,l″5分别表示本发明改进的DG1,DG2的P-U下垂曲线,虽然没有改变两者的输出电压,但下垂系数的改进可使各自的有功输出回调至P1,P2,进而符合上述的有功均分精度,所以本发明的优势是无需考虑各微源的输出电压是否一致,其有功均分精度相对较好。
步骤4,设计下垂控制器;
根据动态频率基准取值的方法,设计Q-f下垂控制器;图5描绘了任一次负荷变化时的各微源系统的Q-f下垂控制器设计,根据式(9)
f*(j)=D·F=mD(E-M)-1A
建立在线频率基准值评估计算系统,通过检测负荷变化前后的无功计算出无功变化量,得出正常的频率偏移量,并在负荷变化前的频率基准值的基础上减去该偏移量得到负荷变化后的微源频率基准值,并将其运用于控制负荷变化后的稳态运行的微源,直至下次负荷变化时减去新的频率偏移量生成新的频率基准值。
根据以动态电压基准为原理的下垂系数取值的方法,设计P-U下垂控制器;图6描述了各微源系统的P-U下垂控制器设计,其原理是通过计算负荷变化时的线路压将的变化量,并在负荷变化前的微源电压基准值的基础上加上该变化量得出负荷变化后的微源电压基准值,并将其运用于控制负荷变化后的稳态运行的微源;根据上述原理将其简化为有功下垂系数的改进,通过检测各微源系统自身的线路阻抗,取其与传统电压基准即公共耦合点电压的比值为下垂系数的校正量,再加上传统值生成改进的下垂系数,并将其用于控制各微源的有功输出,无需考虑负荷的变化,即可获得理想的有功均分精度。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略,其特征在于,所述策略为:根据无功负荷的实时变化来设计实时的频率基准值,确保频率随负荷变化的波动相对较小;以根据各微源线路压降随有功负荷的实时变化来设计实时的电压基准值为原理,改进有功下垂系数,并使有功均分能在各微源输出电压不同的情况下保持精准。
2.根据权利要求1所述的一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略,其特征在于,所述策略的具体内容如下:
步骤1,设计Q-f控制中动态频率基准的实时取值;
步骤2,设计P-U控制中动态电压基准的实时取值;
步骤3,设计P-U控制的下垂系数;
步骤4,设计下垂控制器。
3.根据权利要求2所述的一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略,其特征在于,步骤1中,根据微源分派的无功变化来拟定动态频率基准值,即频率基准值大小因负荷而定,以此来补偿频率的偏离量,进而保证微网运行频率稳定在额定值,具体如下:
(1.1)首先确定微源分派的无功变化量;
假设无功负荷在1,2,...,j,...,n(j≥2)时刻发生改变,以任意j时刻时的前一时刻j-1时刻时的微源无功为基础,可得j时刻时微源分派的无功变化量:
ΔQ(j)=Q(j)-Q(j-1), (1)
令ΔQ(0)=0,可得关于微源分派的无功变化序列,设为A,则
A=(ΔQ(0),ΔQ(1),...,ΔQ(j),...,ΔQ(n))T, (2)
(1.2)确定频率基准的校正量;
根据微源Q-f下垂控制方程,可得j时刻时的微网频率偏移量:
Δf(j)=m·ΔQ(j), (3)
其中,m是无功下垂系数,令j时刻时的频率基准的校正量:
Δf*(j)=f*(j)-f*(j-1)=-Δf(j), (4)
则可得到关于微源频率基准值校正序列,设为B,则
B=-m·A, (5)
(1.3)确定各时刻微源的频率基准值,设F为各时刻的微源基准频率序列:
F=(f*(0),f*(1),...,f*(j),...,f*(n))T, (6)
令f*(0)=50Hz,根据式(4),则有F=MF+B,其中M是常数矩阵(rank(M)=n+1)
则有
F=(E-M)-1B, (8)
则j时刻时的微源频率基准值为
f*(j)=D·F=mD(E-M)-1A, (9)
其中,代表第j+1位数是1的n+1维单位行向量。
4.根据权利要求2所述的一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略,其特征在于,步骤2中,考虑负荷变化时各微源的线路压降来确定各P-U控制中的动态电压基准值,得出符合微源实际运行时的P-U下垂特性,即为了使下垂特性适合微源实际运行时的输出电压控制,可在各微源输出电压不同情况下,使微源间的有功均分保持精准,具体如下:
(2.1)确定线路压降的变化量;
假设有功负荷也在1,2,...,j,...,n(j≥2)时刻改变,以任意j时刻的前一时刻j-1时刻的线路压降为基础,可得j时刻时的微源线路压降幅值变化量:
ΔUL(j)=UL(j)-UL(j-1), (10)
令ΔUL(0)=0,可得微源线路压降的变化序列,设为C,则
C=(ΔUL(0),ΔUL(1),...,ΔUL(j),...,ΔUL(n))T, (11)
(2.2)确定动态电压基准值,即各时刻时的微源电压基准值;
令j时刻时的电压基准值为
U*(j)=U*(j-1)+ΔUL(j), (12)
令U*(0)=US,其中US是公共耦合点电压,设各时刻时的微源电压基准值系列为U:
U=(U*(0),U*(1),...,U*(j),...,U*(n))T, (13)
令U=MU+C,其中M如式(7)所示,则
U=(E-M)-1C, (14)
则j时刻时的微源电压基准值为
U*(j)=D·U=D(E-M)-1C, (15)。
5.根据权利要求2所述的一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略,其特征在于,步骤3中,以步骤2为原理,通过拟合每次负荷有功变化时的微源实际运行点,得出拟合直线方程,并能以改进传统的有功下垂系数的方法来实现,具体如下:
对微源的各实际运行点进行拟合,其方程求解如下:
(3.1)确定微源最大有功运行点P坐标(Pmax,U′min);
低压微网中,线路阻抗以阻性为主,当微源最大有功输出时,其线路压降为:
式中,RL是线路阻抗,则点P纵坐标:
式中,Umin为理论上微源的最小运行电压幅值;
(3.2)确定直线l5方程;
令所有微源的有功基准值相等且为0,则点O坐标为(0,U*),因此直线l5方程为:
U=U*+n′(P-P*), (18)
其中,U*为理论上微源的电压基准值,n′为直线l5的斜率:
式中,n为传统的有功下垂系数,对于任意负荷变化时刻即j时刻时的微源,其线路压降为:
此时,微源的实际输出电压为:
因此,负荷变化时的微源各运行点坐标均满足直线l5方程,可将其作为微源的实际P-U下垂特性发来控制其输出电压,可增加在实际控制中的简便性。
6.根据权利要求2所述的一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略,其特征在于,步骤4中,根据动态频率基准取值的方法,设计Q-f下垂控制器;根据式(9)f*(j)=D·F=mD(E-M)-1A建立在线频率基准值评估计算系统,通过检测负荷变化前后的无功计算出无功变化量,得出正常的频率偏移量,并在负荷变化前的频率基准值的基础上减去该偏移量得到负荷变化后的微源频率基准值,并将其运用于控制负荷变化后的稳态运行的微源,直至下次负荷变化时减去新的频率偏移量生成新的频率基准值;
根据以动态电压基准为原理的下垂系数取值的方法,设计P-U下垂控制器;其原理是通过计算负荷变化时的线路压将的变化量,并在负荷变化前的微源电压基准值的基础上加上该变化量得出负荷变化后的微源电压基准值,并将其运用于控制负荷变化后的稳态运行的微源;根据上述原理将其简化为有功下垂系数的改进,通过检测各微源系统自身的线路阻抗,取其与传统电压基准即公共耦合点电压的比值为下垂系数的校正量,再加上传统值生成改进的下垂系数,并将其用于控制各微源的有功输出,即可获得理想的有功均分精度。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710034409.9A CN106712027B (zh) | 2017-01-17 | 2017-01-17 | 一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710034409.9A CN106712027B (zh) | 2017-01-17 | 2017-01-17 | 一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106712027A true CN106712027A (zh) | 2017-05-24 |
CN106712027B CN106712027B (zh) | 2020-01-07 |
Family
ID=58906918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710034409.9A Active CN106712027B (zh) | 2017-01-17 | 2017-01-17 | 一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106712027B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108574306A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-09-25 | 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 | 一种基于自适应下垂系数的虚拟同步机励磁调节方法 |
CN112165125A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-01-01 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种惯量反下垂控制方法及系统 |
CN113725897A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-30 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 一种分布式光伏逆变器自主电压控制方法及运行模式控制方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101741101A (zh) * | 2010-01-22 | 2010-06-16 | 南京航空航天大学 | 实现并网逆变器单位功率因数进网电流和内在反孤岛方法 |
CN101917022A (zh) * | 2010-08-06 | 2010-12-15 | 南京航空航天大学 | 一种可以无互联线并联工作的三相逆变器及其控制方法 |
CN102623992A (zh) * | 2012-04-12 | 2012-08-01 | 山东大学 | 基于旋转坐标虚拟阻抗的孤岛微电网控制及优化方法 |
CN102723741A (zh) * | 2012-04-26 | 2012-10-10 | 南京航空航天大学 | 基于下垂控制的微网逆变器的并网预同步控制方法 |
CN102801346A (zh) * | 2012-08-21 | 2012-11-28 | 深圳市通业科技发展有限公司 | 无信号互联线并联的三相逆变器及其控制方法 |
CN106130077A (zh) * | 2016-08-17 | 2016-11-16 | 西安交通大学 | 基于虚拟同步发电机算法的电动汽车电网电压补偿方法 |
-
2017
- 2017-01-17 CN CN201710034409.9A patent/CN106712027B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101741101A (zh) * | 2010-01-22 | 2010-06-16 | 南京航空航天大学 | 实现并网逆变器单位功率因数进网电流和内在反孤岛方法 |
CN101917022A (zh) * | 2010-08-06 | 2010-12-15 | 南京航空航天大学 | 一种可以无互联线并联工作的三相逆变器及其控制方法 |
CN102623992A (zh) * | 2012-04-12 | 2012-08-01 | 山东大学 | 基于旋转坐标虚拟阻抗的孤岛微电网控制及优化方法 |
CN102723741A (zh) * | 2012-04-26 | 2012-10-10 | 南京航空航天大学 | 基于下垂控制的微网逆变器的并网预同步控制方法 |
CN102801346A (zh) * | 2012-08-21 | 2012-11-28 | 深圳市通业科技发展有限公司 | 无信号互联线并联的三相逆变器及其控制方法 |
CN106130077A (zh) * | 2016-08-17 | 2016-11-16 | 西安交通大学 | 基于虚拟同步发电机算法的电动汽车电网电压补偿方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
CHUNXIA DOU等: "Hierarchical hybrid control strategy for microgrid switching stabilisation during operating mode conversion", 《IET GENERATION, TRANSMISSION & DISTRIBUTION》 * |
孙孝峰 等: "基于自调节下垂系数的DG逆变器控制", 《中国电机工程学报》 * |
孙孝峰 等: "微电网逆变器自适应下垂控制策略", 《电网技术》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108574306A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-09-25 | 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 | 一种基于自适应下垂系数的虚拟同步机励磁调节方法 |
CN112165125A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-01-01 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种惯量反下垂控制方法及系统 |
CN113725897A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-30 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 一种分布式光伏逆变器自主电压控制方法及运行模式控制方法 |
CN113725897B (zh) * | 2021-08-12 | 2023-07-07 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 一种分布式光伏逆变器自主电压及运行模式控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106712027B (zh) | 2020-01-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pourmousavi et al. | Demand response for smart microgrid: Initial results | |
CN108599136B (zh) | 一种直流微电网光伏系统的模式切换方法 | |
CN106099899A (zh) | 一种基于电压基准节点的带死区直流电网电压下垂控制策略 | |
CN107732977B (zh) | 一种基于需求响应的agc实时调度方法 | |
CN110581571A (zh) | 一种主动配电网动态优化调度方法 | |
CN107482608B (zh) | 基于需求侧功率分配的直流微电网母线电压协调控制方法 | |
CN112491097B (zh) | 一种直流储能功率-电压调节方法 | |
CN106374498B (zh) | 一种考虑二次电压频率控制的微电网潮流计算方法 | |
KR20170129456A (ko) | 배터리 에너지 저장 시스템 | |
CN106712027B (zh) | 一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略 | |
KR102167279B1 (ko) | 태양광 발전 시스템의 출력 안정화를 위한 에너지 저장 시스템의 제어 방법 | |
US10840706B2 (en) | Voltage droop compensation for a utility power system | |
Palizban et al. | Power sharing for distributed energy storage systems in AC microgrid: Based on state-of-charge | |
CN104810843A (zh) | 基于电池荷电状态的mw级电池储能系统有功功率控制方法 | |
CN108711859A (zh) | 一种基于自适应鲁棒控制的多源微电网频率协调方法 | |
CN106208031A (zh) | 直流微网中可抑制环流的改进下垂控制方法和系统 | |
CN107134807B (zh) | 光伏发电系统的控制方法和装置、计算机设备和存储介质 | |
CN112260287A (zh) | 一种新型光伏微网下垂无功补偿控制方法 | |
Thirugnanam et al. | Battery integrated solar photovoltaic energy management system for micro-grid | |
CN105468877A (zh) | 一种光伏电站无功支撑方法 | |
CN110323979A (zh) | 一种考虑电压稳定的发电机励磁调差系数优化整定方法 | |
CN110611332B (zh) | 一种海上风电系统储能装置及其控制方法 | |
CN116470528A (zh) | 一种区域电网光储场站多时间尺度辅助调频方法 | |
CN105576652B (zh) | 一种高压直流输电送端的电压控制方法和系统 | |
Deshmukh et al. | A control algorithm for energy management and transient mitigation in DC microgrid |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |