CN106953361B - 交流微电网运行控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种交流微电网运行控制方法及装置,属于电网技术领域。该方法包括:基于交流微电网中每一分布式微源的调控模型,计算每一分布式微源的输出电压及参考频率;根据每一分布式微源的输出电压及参考频率值,计算每一分布式微源的正弦电压参考值;根据每一分布式微源的正弦电压参考值,对各个级联逆变器进行调节。本发明通过基于交流微电网中每一分布式微源的调控模型,计算每一分布式微源的输出电压及参考频率。根据每一分布式微源的输出电压及参考频率值,对级联逆变器进行调节。由于可根据本地信息得到调控模型,并根据调控模型对级联逆变器进行调节,从而可实现对基于级联逆变器的交流微电网进行无通信经济运行控制。
Description
技术领域
本发明涉及电网技术领域,更具体地,涉及一种交流微电网运行控制方法及装置。
背景技术
目前在技术逐步发展和环境保护理念逐步深入的背景下,为了应对经济上的挑战,渗透到大电网的整合分布式微源成为了人们研究的热点。其中,整合分布式微源的有效载体主要为微电网,微电网主要包含各种形式的微源、储能转置和能量转换装置等设备。微电网内不同形式的微源发电成本特性各异,从经济性的角度考虑,发电成本低的微源应该多发电。因此,在微电网内的微源都应该工作在经济运行模式下。
微电网的经济运行控制手段可以分为集中式、分布式和分散式。其中,集中式能获得高质量的电压频率波形,但其高度依赖于中央控制器和高速通信线路。分布式的优点在于可利用邻近信息来实现最优经济运行控制,但其依然不能摆脱对通信线路的依赖。分散式的特点在于不需要中央控制器和任何的通信线路,仅利用本地信息而就能实现经济运行目标。其中,下垂控制作为一种典型的分散式控制方法,其工作机理来源于效仿同步发电机的运行方式。下垂控制通过调节逆变器的频率和电压,从而相应地调节微源有功功率和无功功率的输出。但是,下垂控制在大多数情况下均不能保证微电网的经济运行。针对下垂控制存在的相关问题,目前还出现了对下垂控制的一些改良运行控制方法,如利用微源的最大发电成本或平均发电成本作为下垂系数的线性下垂控制方法、将非线性的成本函数作为下垂系数的非线性控制方法、利用智能算法及多项式拟合的非线性下垂控制方法。这些改良的运行控制方法均应用在并联逆变器微电网中,而对于级联逆变器,目前交流微电网还没有相应的分散式运行控制方法。
发明内容
现有技术主要是针对的是基于并联逆变器的交流微电网,即对交流微电网中并联逆变器进行调节,以实现交流微电网的经济运行控制。而对于基于级联逆变器的交流微电网,目前还没有相应的方式来对其进行经济运行控制。为了解决上述问题,本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的交流微电网运行控制方法及装置。
根据本发明的第一方面,提供了一种交流微电网运行控制方法,该方法包括:
步骤1,基于交流微电网中每一分布式微源的调控模型,计算每一分布式微源的输出电压及参考频率;
步骤2,根据每一分布式微源的输出电压及参考频率值,计算每一分布式微源的正弦电压参考值;
步骤3,根据每一分布式微源的正弦电压参考值,对各个级联逆变器进行调节。
本发明提供的方法,通过基于交流微电网中每一分布式微源的调控模型,计算每一分布式微源的输出电压及参考频率。根据每一分布式微源的输出电压及参考频率值,计算每一分布式微源的正弦电压参考值。根据每一分布式微源的正弦电压参考值,对各个级联逆变器进行调节。由于以全局变量频率和电流为载体,根据本地信息得到调控模型,并根据调控模型对级联逆变器进行调节,从而可实现对基于级联逆变器的交流微电网进行经济运行控制。
另外,由于运行控制过程不依赖于中央控制器和任何通信线路,从而能够保证运行控制过程的经济性及可靠性。
结合第一方面的第一种可能的实现方式,在第二种可能的实现方式中,步骤1之前还包括:
步骤12,基于每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型,根据每一分布式微源的最低允许频率值,构建每一分布式微源的调控模型。
结合第一方面的第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中,步骤12之前还包括:
步骤11,基于每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型,根据每一分布式微源的输出电压与输出有功功率之间的比例关系,构建每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型。
结合第一方面的第三种可能的实现方式,在第四种可能的实现方式中,步骤11之前还包括:
步骤10,基于每一分布式微源的发电成本模型,构建每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型。
结合第一方面的第四种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式中,步骤10进一步包括:
基于每一分布式微源的发电成本模型,构建交流微电网的发电成本优化模型;
对发电成本优化模型进行求解,得到每一分布式微源的最优输出有功功率与总的有功负载之间的第三模型,每一分布式微源对应一个第三模型;
基于每一分布式微源的第三模型,根据交流微电网的负载电压,确定每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型。
结合第一方面的第三种可能的实现方式,在第六种可能的实现方式中,步骤11进一步包括:
基于每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型,根据每一分布式微源的输出电压与输出有功功率之间的比例关系,构建每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的方程组;
对方程组进行求解,得到每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型。
根据本发明的第二方面,提供了一种交流微电网运行控制装置,该装置包括至少一个模块,该至少一个模块用于实现上述第一方面或第一方面的各种可能的实现方式所提供的交流微电网运行控制方法。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
图1为本发明实施例的一种基于级联逆变器的交流微电网拓扑结构示意图;
图2为本发明实施例的一种交流微电网拓扑等效电路图;
图3为本发明实施例的一种本地控制器控制框图;
图4为本发明实施例的一种仿真结构图;
图5为本发明实施例的一种交流微电网运行控制方法的流程示意图;
图6为本发明实施例的一种交流微电网运行控制方法的流程示意图;
图7为本发明实施例的一种有功负载随时间变化的波形图;
图8为本发明实施例的一种频率随时间的变化波形图;
图9为本发明实施例的一种有功功率随时间变化的波形图;
图10为本发明实施例的一种公共母线电压随时间变化的波形图;
图11为本发明实施例的一种在等比例分配策略下频率随时间变化的波形图;
图12本发明实施例的一种在等比例分配策略下各分布式微源有功功率随时间变化的波形图;
图13为本发明实施例的一种在等比例分配方法下交流微电网的总发电成本随时间变化的波形图;
图14为本发明实施例的一种交流微电网的总发电成本随时间变化的波形图;
图15为本发明实施例的一种交流微电网运行控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
在对交流微电网进行经济运行控制时,现有的运行控制方法主要是解决基于并联逆变器微电网的部分经济运行控制问题,而对于基于级联逆变器的交流微电网,其经济运行控制的问题还较少涉猎,尤其是在没有通信背景下通过分散式控制手段实现经济运行控制的问题。
针对现有技术中的问题,本发明实施例提供了一种交流微电网运行控制方法。如图1所示,图1为本实施例及后续实施例中微电网的拓扑结构图。其中,微电网包括若干分布式微源。分布式微源为基于DC/AC逆变器的微源,各分布式微源出口接有LC滤波器。若干个分布式微源(发电单元)在串联连接形成级联结构后,连接至公共母线PCC。各分布式微源及公共母线分别于与线路阻抗相连接,交流负载与公共母线相连接。
基于图1中的内容,图2为本实施例及后续实施例中微电网拓扑结构的等效电路图,图3为本实施例及后续实施例中本地控制器的控制框图。其中,本地控制器包括本地采样模块、功率计算模块、低通滤波模块、所提控制器模块、正弦电压参考形成模块、电压外环电流内环模块以及PWM调制模块。
另外,不同的运行控制环境对于交流微电网会有不同的运行控制结果,为了便于说明,本实施例及后续实施例的运行控制环境可参考下表1中的参数。实际在对交流微电网进行控制时,可相应修改表1中的参数以适应实际的运行控制环境,本实施例及后续实施例对此不作具体限定。另外,相应的仿真结构图可参考图4所示。
表1
参数 | 符号 | 数值 | 单位 |
频率范围 | f | [49,51] | Hz |
公共母线电压 | V<sub>PCC</sub> | 110 | V |
滤波电感及电阻 | L<sub>f</sub>,r<sub>f</sub> | 1.5,0.4 | mH,Ω |
滤波电容及电阻 | C<sub>f</sub>,r<sub>d</sub> | 20,3.3 | μF,Ω |
线路1电感 | L<sub>Line1</sub> | 1.5 | mH |
线路2电感 | L<sub>Line2</sub> | 1.6 | mH |
线路3电感 | L<sub>Line3</sub> | 1.2 | mH |
最大有功、无功功率 | P<sub>max</sub>,Q<sub>max</sub> | 1000,500 | W,Var |
系数m | m | 0.1 | \ |
参见图5,该方法包括:501、基于交流微电网中每一分布式微源的调控模型,计算每一分布式微源的输出电压及参考频率;502、根据每一分布式微源的输出电压及参考频率值,计算每一分布式微源的正弦电压参考值;503、根据每一分布式微源的正弦电压参考值,对各个级联逆变器进行调节。
其中,微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用,解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。微电网是相对传统大电网的一个概念,是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络,并通过静态开关关联至常规电网。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入,实现对负荷多种能源形式的高可靠供给,是实现主动式配电网的一种有效方式,使传统电网向智能电网过渡。
本发明实施例提供的方法,通过基于交流微电网中每一分布式微源的调控模型,计算每一分布式微源的输出电压及参考频率。根据每一分布式微源的输出电压及参考频率值,计算每一分布式微源的正弦电压参考值。根据每一分布式微源的正弦电压参考值,对各个级联逆变器进行调节。由于可以全局变量频率和电流为载体,根据本地信息得到调控模型,并根据调控模型对级联逆变器进行调节,从而可实现对基于级联逆变器的交流微电网进行经济运行控制。
另外,由于运行控制过程不依赖于中央控制器和任何通信线路,从而能够保证运行控制过程的经济性及可靠性。
作为一种可选实施例,步骤501之前还包括:
基于每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型,根据每一分布式微源的最低允许频率值,构建每一分布式微源的调控模型。
作为一种可选实施例,基于每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型,根据每一分布式微源的最低允许频率值,构建每一分布式微源的调控模型之前,还包括:
基于每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型,根据每一分布式微源的输出电压与输出有功功率之间的比例关系,构建每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型。
作为一种可选实施例,基于每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型,根据每一分布式微源的输出电压与输出有功功率之间的比例关系,构建每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型之前,还包括:
基于每一分布式微源的发电成本模型,构建每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型。
作为一种可选实施例,基于每一分布式微源的发电成本模型,构建每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型,包括:
基于每一分布式微源的发电成本模型,构建交流微电网的发电成本优化模型;
对发电成本优化模型进行求解,得到每一分布式微源的最优输出有功功率与总的有功负载之间的第三模型,每一分布式微源对应一个第三模型;
基于每一分布式微源的第三模型,根据交流微电网的负载电压,确定每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型。
作为一种可选实施例,基于每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型,根据每一分布式微源的输出电压与输出有功功率之间的比例关系,构建每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型,包括:
基于每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型,根据每一分布式微源的输出电压与输出有功功率之间的比例关系,构建每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的方程组;
对方程组进行求解,得到每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型。
上述所有可选技术方案,可以采用任意结合形成本发明的可选实施例,在此不再一一赘述。
基于上述实施例中的内容,本发明实施例提供了一种交流微电网运行控制方法。参见图6,该方法包括:601、基于每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型,根据每一分布式微源的最低允许频率值,构建每一分布式微源的调控模型;602、基于交流微电网中每一分布式微源的调控模型,计算每一分布式微源的输出电压及参考频率;603、根据每一分布式微源的输出电压及参考频率值,计算每一分布式微源的正弦电压参考值;604、根据每一分布式微源的正弦电压参考值,对各个级联逆变器进行调节。
其中,601、基于每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型,根据每一分布式微源的最低允许频率值,构建每一分布式微源的调控模型。
在执行本步骤之前,可先构建每一分布式微源的第一模型。本实施例不对构建每一分布式微源的第一模型的方式作具体限定,包括但不限于:基于每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型,根据每一分布式微源的输出电压与输出有功功率之间的比例关系,构建每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型。
对于任一分布式微源,该分布式微源的第一模型用于表示该分布式微源输出电压与负载电流之间的函数关系,该分布式微源的第二模型用于表示该分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的函数关系。其中,该分布式微源的最优输出有功功率指的是在保证交流微电网的总发电成本最低的情况下,此时该分布式微源输出有功功率的取值。
在构建每一分布式微源的第一模型之前,可先构建每一分布式微源的第二模型。本实施例不对构建每一分布式微源的第二模型的方式作具体限定,包括但不限于:基于每一分布式微源的发电成本模型,构建每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型。
其中,分布式微源的发电成本模型指的是输出有功功率对应的发电成本函数。为了便于理解,现以交流发点网中包含三个分布式微源为例,第一个分布式微源的发电成本函数可以为C1(P1)=0.25P1 2,第二个分布式微源的发电成本函数可以为C2(P2)=0.15P2 2,第三个分布式微源的发电成本函数可以为C3(P3)=0.1P3 2+0.01P3。
基于上述内容,本实施例不对构建每一分布式微源的第二模型的方式作具体限定,包括但不限于:基于每一分布式微源的发电成本模型,构建交流微电网的发电成本优化模型;对发电成本优化模型进行求解,得到每一分布式微源的最优输出有功功率与总的有功负载之间的第三模型,每一分布式微源对应一个第三模型;基于每一分布式微源的第三模型,根据交流微电网的负载电压,确定每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型。
当分布式微源的数量为n个时,交流微电网的发电成本优化模型可如下公式(1)所示:
对上述公式(1)中的发电成本优化模型进行求解,可得到每一分布式微源的第三模型。其中,上述三个分布式微源的第三模型可分别如下所示:第一个分布式微源的第三模型可以为P1*=ξ1(PL)=6PL/31+3/310,第二个分布式微源的第三模型可以为P2*=ξ2(PL)=10PL/31+1/62,第三个分布式微源的第三模型可以为P3*=ξ3(PL)=15PL/31-4/155。
若将负载电压视为常数值110V,则负载功率PL与负载电流可以视为映射关系。基于每一分布式微源的第三模型,可得到每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型。相应地,第一个分布式微源的第二模型可以为P1*=g1(I)=660I/31+3/310,第二个分布式微源的第二模型可以为P2*=g2(I)=1100I/31+1/62,第三个分布式微源的第二模型可以为P3*=g3(I)=1650I/31-4/155。
在得到每一分布式微电源的第二模型之后,可基于每一分布式微源的第二模型,根据每一分布式微源的输出电压与输出有功功率之间的比例关系,构建每一分布式微源的第一模型。本实施例不对构建每一分布式微源的第一模型的方式作具体限定,包括但不限于:基于每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型,根据每一分布式微源的输出电压与输出有功功率之间的比例关系,构建每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的方程组;对方程组进行求解,得到每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型。
基于级联逆变器的交流微电网,每一分布式微源的输出电压与输出有功功率成比例。结合戴维南定理,以及第二模型中最优输出有功功率与负载电流之间的函数关系,可构建每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的方程组。具体地,方程组可如下公式(2)所示:
在上述公式(2)中,Vi为第i个分布式微源的输出电压,VPCC为负载电压。对上述方程组进行求解,可得到每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型。其中,第一模型可参考如下公式(3):
在得到每一分布式微源的第一模型之后,可基于每一分布式微源的第一模型,根据每一分布式微源的最低允许频率值,构建每一分布式微源的调控模型。其中,调控模型包括两部分。一部分为第i个分布式微源的参考频率值,另一部分为第i个分布式微源的输出电压。
具体地,可结合同步原理及交流微电网最低允许频率值fmin,形成第i个分布式微源的参考频率值。同时,可将公式(3)中的Vi作为参考电压。其中,第i个分布式微源的调控模型可参考如下公式(4):
在上述公式(4)中,m是一个常数,与交流微电网运行的频率波动范围有关。另外,的计算过程可参考如下公式(5):
其中,602、基于交流微电网中每一分布式微源的调控模型,计算每一分布式微源的输出电压及参考频率。
在得到上述公式(4)中调控模型的各项参数后,可得到每一分布式微源的输出电压Vi及参考频率值fi。
其中,603、根据每一分布式微源的输出电压及参考频率值,计算每一分布式微源的正弦电压参考值。
基于图3中的流程,在计算得到每一分布式微源的输出电压Vi及参考频率值fi,可相应计算每一分布式微源的正弦电压参考值。
其中,604、根据每一分布式微源的正弦电压参考值,对各个级联逆变器进行调节。
具体地,可根据每一分布式微源的正弦电压参考值,按照电压外环电流内环控制法和PWM调制技术,对各个级联逆变器进行调节,从而实现对交流微电网进行最优化经济运行控制。
图7为本发明实施例中,交流微电网的总有功功率负载需求随时间变化的波形图。其中,纵坐标表示交流微电网的总有功功率负载,横坐标表示时间。当t=1s时,总有功功率负载从0.683p.u变为1.35p.u。其中,1p.u=P/Pmax。当t=2s时,总的负载进一步增加到2p.u。在图7中,箭头中间的部分即为总有功功率负载的变化值。
图8为在上述运行控制方法下,频率随时间变化的波形图。其中,纵坐标表示参考频率值,横坐标表示时间。由图8可得,在负载发生变化时,上述运行控制方法能保证各分布式微源的同步运行,让其频率收敛到一个特定的值,并控制频率波动范围在允许范围[49,51]Hz之内,且能保证交流微电网的频率稳定性。在图8中,箭头中间的部分即为总有功功率负载的变化值。f1、f2及f3分别表示不同的参考频率值。
图9为各分布式微源有功功率随时间变化的波形图,纵坐标表示输出有功功率,横坐标表示时间。当微电网频率收敛到一个特定值时,上述运行控制方法可迫使收敛,从而实现各分布式微源的最优有功功率分配。在图9中,箭头中间的部分即为总有功功率负载的变化值,P1、P2及P3分别表示不同的输出有功功率。
图10为公共母线处的电压波形图,在上述运行控制方法下,当负载变化时,公共母线处的电压可以维持在允许波动的范围内。图10中上下两幅图中,纵坐标表示电压,横坐标表示时间。其中,椭圆形虚线所圈中的地方即为总有功功率负载的变化值。
为了进一步地证明上述运行控制方法能获得好的经济性能,在相同的负载状况下,图11为在等比例控制方法下频率随时间变化的波形图,其有功功率随时间的变化如图12所示,对应交流微电网的总有功发电成本如13所示。其中,图11、图12及图13中箭头中间的部分即为总有功功率负载的变化值。
图14为上述运行控制方法下交流微电网的总有功发电成本随时间的变化波形图。其中,箭头中间的部分即为总有功功率负载的变化值。由图14可知,交流微电网的总有功发电成本总是低于等比例状况下的发电成本。因此,上述运行控制方法能获得较好的经济效益,且在没有通信背景的情况下也能够实现经济运行控制,整个过程简单易行。
本发明实施例提供的方法,通过基于交流微电网中每一分布式微源的调控模型,计算每一分布式微源的输出电压及参考频率。根据每一分布式微源的输出电压及参考频率值,计算每一分布式微源的正弦电压参考值。根据每一分布式微源的正弦电压参考值,对各个级联逆变器进行调节。由于可以全局变量频率和电流为载体,根据本地信息得到调控模型,并根据调控模型对级联逆变器进行调节,从而可实现对基于级联逆变器的交流微电网进行经济运行控制。
另外,由于运行控制过程不依赖于中央控制器和任何通信线路,从而能够保证运行控制过程的经济性及可靠性。
基于上述图5或图6对应实施例所提供的交流微电网运行控制方法,本发明实施例提供了一种交流微电网运行控制装置。参见图15,该装置包括:
第一计算模块1501,用于基于交流微电网中每一分布式微源的调控模型,计算每一分布式微源的输出电压及参考频率;
第二计算模块1502,用于根据每一分布式微源的输出电压及参考频率值,计算每一分布式微源的正弦电压参考值;
调节模块1503,用于根据每一分布式微源的正弦电压参考值,对各个级联逆变器进行调节。
作为一种可选实施例,该装置还包括:
第一构建模块,用于基于每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型,根据每一分布式微源的最低允许频率值,构建每一分布式微源的调控模型。
作为一种可选实施例,该装置还包括:
第二构建模块,用于基于每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型,根据每一分布式微源的输出电压与输出有功功率之间的比例关系,构建每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型。
作为一种可选实施例,该装置还包括:
第三构建模块,用于基于每一分布式微源的发电成本模型,构建每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型。
作为一种可选实施例,第三构建模块,用于基于每一分布式微源的发电成本模型,构建交流微电网的发电成本优化模型;对发电成本优化模型进行求解,得到每一分布式微源的最优输出有功功率与输出有功功率之间的第三模型,每一分布式微源对应一个第三模型;基于每一分布式微源的第三模型,根据交流微电网的负载电压,确定每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型。
作为一种可选实施例,第二构建模块,用于基于每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型,根据每一分布式微源的输出电压与输出有功功率之间的比例关系,构建每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的方程组;对方程组进行求解,得到每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型。
本发明实施例提供的装置,通过基于交流微电网中每一分布式微源的调控模型,计算每一分布式微源的输出电压及参考频率。根据每一分布式微源的输出电压及参考频率值,计算每一分布式微源的正弦电压参考值。根据每一分布式微源的正弦电压参考值,对各个级联逆变器进行调节。由于可以全局变量频率和电流为载体,根据本地信息得到调控模型,并根据调控模型对级联逆变器进行调节,从而可实现对基于级联逆变器的交流微电网进行经济运行控制。
另外,由于运行控制过程不依赖于中央控制器和任何通信线路,从而能够保证运行控制过程的经济性及可靠性。
最后,本申请的方法仅为较佳的实施方案,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种交流微电网运行控制方法,其特征在于,包括:
步骤1,基于交流微电网中每一分布式微源的调控模型,计算每一分布式微源的输出电压及参考频率;
步骤2,根据每一分布式微源的输出电压及参考频率值,计算每一分布式微源的正弦电压参考值;
步骤3,根据每一分布式微源的正弦电压参考值,对各个级联逆变器进行调节;
所述步骤1之前还包括:
步骤12,基于每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型,根据交流微电网的最低允许频率值,构建每一分布式微源的调控模型;
第一模型参考如下公式:
第i个分布式微源的调控模型参考如下公式:
其中,gi(I)为第i个分布式微源的第二模型,n为分布式微源的总数量,Pi为第i个分布式微源的输出有功功率,Vi为第i个分布式微源的输出电压,VPCC为负载电压,fmin为交流微电网的最低允许频率值,fi为第i个分布式微源的参考频率值,m为常数,
所述步骤12之前还包括:
步骤11,基于每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型,根据每一分布式微源的输出电压与输出有功功率之间的比例关系,构建每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型;
所述步骤11之前还包括:
步骤10,基于每一分布式微源的发电成本模型,构建每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型,分布式微源的发电成本模型指的是输出有功功率对应的发电成本函数。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤10进一步包括:
基于每一分布式微源的发电成本模型,构建所述交流微电网的发电成本优化模型;
对所述发电成本优化模型进行求解,得到每一分布式微源的最优输出有功功率与总的有功负载之间的第三模型,每一分布式微源对应一个第三模型;
基于每一分布式微源的第三模型,根据所述交流微电网的负载电压,确定每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤11进一步包括:
基于每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型,根据每一分布式微源的输出电压与输出有功功率之间的比例关系,构建每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的方程组;
对所述方程组进行求解,得到每一分布式微源的输出电压与所述负载电流之间的第一模型。
4.一种交流微电网运行控制装置,其特征在于,包括:
第一计算模块,用于基于交流微电网中每一分布式微源的调控模型,计算每一分布式微源的输出电压及参考频率;
第二计算模块,用于根据每一分布式微源的输出电压及参考频率值,计算每一分布式微源的正弦电压参考值;
调节模块,用于根据每一分布式微源的正弦电压参考值,对各个级联逆变器进行调节;
所述装置还包括:
第一构建模块,用于基于每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型,根据交流微电网的最低允许频率值,构建每一分布式微源的调控模型;
第一模型参考如下公式:
第i个分布式微源的调控模型参考如下公式:
其中,gi(I)为第i个分布式微源的第二模型,n为分布式微源的总数量,Pi为第i个分布式微源的输出有功功率,Vi为第i个分布式微源的输出电压,VPCC为负载电压,fmin为交流微电网的最低允许频率值,fi为第i个分布式微源的参考频率值,m为常数,
所述装置还包括:
第二构建模块,用于基于每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型,根据每一分布式微源的输出电压与输出有功功率之间的比例关系,构建每一分布式微源的输出电压与负载电流之间的第一模型;
所述装置还包括:
第三构建模块,用于基于每一分布式微源的发电成本模型,构建每一分布式微源的最优输出有功功率与负载电流之间的第二模型,分布式微源的发电成本模型指的是输出有功功率对应的发电成本函数。
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