CN108448656A - 一种通信干扰下分布式电源有功出力误差估计方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了通信干扰下一种分布式电源有功出力误差估计方法及系统。所述方法及系统在分布式电源有功出力误差计算的各个阶段充分考虑了通信干扰的影响，因此得到的有功出力误差表达式与工程实际相符合，能够计算存在通信干扰影响下的孤岛微电网中，各分布式电源有功出力与理想值的误差，从而可以根据有功出力误差大小进行误差抑制，实现出力公平。

Description

一种通信干扰下分布式电源有功出力误差估计方法及系统

技术领域

本发明涉及电网输配电技术领域，特别是涉及一种通信干扰下分布式电源有功出力误差估计方法及系统。

背景技术

孤岛运行的微电网中，常采用基于牵制一致性算法的分布式通信策略实现多个分布式电源(Distributed Generator，DG)的协同运行，以满足孤岛微电网的电压和频率支撑以及出力按设定比例分配的目标。然而，由于通信施工的限制、外界的恶意攻击等因素，导致分布式通信网络易受到通信干扰的影响。当通信线路遭受通信干扰时，采用基于牵制一致性的分布式控制策略，有功出力分配会偏离设定值，导致出力分配不公平的问题。然而，现有技术未将通信干扰考虑到分布式通信网络中，导致无法得到采用基于牵制一致性的分布式控制策略的分布式电源的有功出力误差估计，从而也无法对有功出力误差进行抑制。

发明内容

本发明的目的是提供一种通信干扰下分布式电源有功出力误差估计方法及系统，能够得到通信干扰影响下有功出力误差的表达式并估计出有功出力误差大小，从而可以根据有功出力误差大小进行误差抑制。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种通信干扰下分布式电源有功出力误差估计方法，所述方法包括：

建立分布式电源的分布式控制模型和通信干扰分布式控制模型；

根据所述分布式控制模型和所述通信干扰分布式控制模型确定有功调节量偏差的微分方程表达式；

建立有功调节量参考值偏差表达式；

根据所述有功调节量偏差的微分方程表达式和所述有功调节量参考值偏差表达式确定有功出力误差表达式；

根据所述有功出力误差表达式计算所述分布式电源的有功出力误差值。

可选的，所述建立分布式电源的分布式控制模型和通信干扰分布式控制模型，具体包括：

建立所述分布式电源的所述分布式控制模型其中，ΔP_i ^*表示第i台分布式电源的设定有功功率的增加量，表示第j台分布式电源的设定有功功率的增加量；D_p,i表示第i台分布式电源的下垂系数，D_p,j表示第j台分布式电源的下垂系数；n为分布式电源的总数量；l_ij为拉普拉斯矩阵中第i行第j列的元素；f_i是第i台分布式电源的牵制增益；m_ref为有功调节量的参考值；

建立所述通信干扰分布式控制模型其中，η_i是第i台分布式电源受到的通信干扰，表示通信干扰影响下第i台分布式电源的参考有功功率增加量，表示通信干扰影响下第j台分布式电源的参考有功功率增加量；表示的参考值。

可选的，所述根据所述分布式控制模型和所述通信干扰分布式控制模型确定有功调节量偏差的微分方程表达式，具体包括：

根据所述分布式控制模型和所述通信干扰分布式控制模型确定有功调节量偏差的微分方程表达式为其中有功调节量偏差

可选的，所述建立有功调节量参考值偏差表达式，具体包括：

建立有功调节量参考值偏差表达式

可选的，所述根据所述有功调节量偏差的微分方程表达式和所述有功调节量参考值偏差表达式确定有功出力误差表达式，具体包括：

获取有功调节量参考值公式和通信干扰影响下有功调节量参考值公式其中ω_i为第i台分布式电源的实际角频率，ω_b为额定角频率；k_P和k_I是比例积分控制器的参数；s表示复变量；表示通信干扰影响下第i台分布式电源的实际角频率；

根据所述有功调节量参考值公式所述通信干扰影响下有功调节量参考值公式和所述有功调节量参考值偏差表达式确定有功调节量参考值偏差第二表达式

获取有功-频率分散下垂控制模型D_p,i(ω_i-ω_b)＝(P_i ^*-ΔP_i ^*)-P_i ^inj；其中P_i ^*表示第i台分布式电源的设定有功功率，P_i ^inj表示第i台分布式电源实际注入微电网的功率，即第i台分布式电源的有功出力；

根据所述有功-频率分散下垂控制模型生成通信干扰影响下有功-频率分散下垂控制模型其中表示通信干扰影响下第i台分布式电源的有功出力；

根据所述有功调节量偏差的微分方程表达式所述有功调节量参考值偏差第二表达式和所述通信干扰影响下有功-频率分散下垂控制模型确定有功调节量参考值偏差的微分方程表达式其中L为拉普拉斯矩阵，F＝diag(f₁,f₂,...,f_n)，f＝(f₁,f₂,...,f_n)^T，f_n为节点n的牵制增益；η＝(η₁,η₂,...,η_n)^T，η_n为节点n受到的通信干扰； 为节点n的有功调节量偏差； 为通信干扰影响下节点n的有功调节量偏差；

根据所述有功调节量偏差的微分方程表达式和所述有功调节量参考值偏差的微分方程表达式生成有功调节量偏差计算模型

根据所述有功调节量偏差计算模型生成有功调节量偏差计算公式其中γ是的初始值；

对所述有功调节量偏差计算公式求极限，获得分布式电源偏差值计算公式其中 表示第n台分布式电源的偏差值；

根据所述分布式电源偏差值计算公式确定所述有功出力误差表达式为其中ΔP_i ^inj表示第i台分布式电源的有功出力误差。

本发明还公开了一种通信干扰下分布式电源有功出力误差估计系统，所述系统包括：

控制模型建立模块，用于建立分布式电源的分布式控制模型和通信干扰分布式控制模型；

微分方程表达式确定模块，用于根据所述分布式控制模型和所述通信干扰分布式控制模型确定有功调节量偏差的微分方程表达式；

参考值偏差表达式建立模块，用于建立有功调节量参考值偏差表达式；

有功出力误差表达式确定模块，用于根据所述有功调节量偏差的微分方程表达式和所述有功调节量参考值偏差表达式确定有功出力误差表达式；

有功出力误差值计算模块，用于根据所述有功出力误差表达式计算所述分布式电源的有功出力误差值。

可选的，所述控制模型建立模块具体包括：

分布式控制模型建立单元，用于建立所述分布式电源的所述分布式控制模型其中，ΔP_i ^*表示第i台分布式电源的设定有功功率的增加量，表示第j台分布式电源的设定有功功率的增加量；D_p,i表示第i台分布式电源的下垂系数，D_p,j表示第j台分布式电源的下垂系数；n为分布式电源的总数量；l_ij为拉普拉斯矩阵中第i行第j列的元素；f_i是第i台分布式电源的牵制增益；m_ref为有功调节量的参考值；

通信干扰分布式控制模型建立单元，用于建立所述通信干扰分布式控制模型其中，η_i是第i台分布式电源受到的通信干扰，表示通信干扰影响下第i台分布式电源的参考有功功率增加量，表示通信干扰影响下第j台分布式电源的参考有功功率增加量；表示的参考值。

可选的，所述微分方程表达式确定模块具体包括：

有功调节量偏差微分方程表达式确定单元，用于根据所述分布式控制模型和所述通信干扰分布式控制模型确定有功调节量偏差的微分方程表达式为其中有功调节量偏差

可选的，所述参考值偏差表达式建立模块具体包括：

有功调节量参考值偏差表达式建立单元，用于建立有功调节量参考值偏差表达式

可选的，所述有功出力误差表达式确定模块具体包括：

有功调节量参考值公式获取单元，用于获取有功调节量参考值公式和通信干扰影响下有功调节量参考值公式其中ω_i为第i台分布式电源的实际角频率，ω_b为额定角频率；k_P和k_I是比例积分控制器的参数；s表示复变量；表示通信干扰影响下第i台分布式电源的实际角频率；

有功调节量参考值偏差第二表达式确定单元，用于根据所述有功调节量参考值公式所述通信干扰影响下有功调节量参考值公式和所述有功调节量参考值偏差表达式确定有功调节量参考值偏差第二表达式

有功-频率分散下垂控制模型获取单元，用于获取有功-频率分散下垂控制模型D_p,i(ω_i-ω_b)＝(P_i ^*-ΔP_i ^*)-P_i ^inj；其中P_i ^*表示第i台分布式电源的设定有功功率，P_i ^inj表示第i台分布式电源实际注入微电网的功率，即第i台分布式电源的有功出力；

通信干扰影响下有功-频率分散下垂控制模型确定单元，用于根据所述有功-频率分散下垂控制模型生成通信干扰影响下有功-频率分散下垂控制模型其中表示通信干扰影响下第i台分布式电源的有功出力；

有功调节量参考值偏差的微分方程表达式确定单元，用于根据所述有功调节量偏差的微分方程表达式所述有功调节量参考值偏差第二表达式和所述通信干扰影响下有功-频率分散下垂控制模型确定有功调节量参考值偏差的微分方程表达式其中 L为拉普拉斯矩阵，F＝diag(f₁,f₂,...,f_n)，f＝(f₁,f₂,...,f_n)^T，f_n为节点n的牵制增益；η＝(η₁,η₂,...,η_n)^T，η_n为节点n受到的通信干扰； 为节点n的有功调节量偏差； 为通信干扰影响下节点n的有功调节量偏差；

有功调节量偏差计算模型确定单元，用于根据所述有功调节量偏差的微分方程表达式和所述有功调节量参考值偏差的微分方程表达式生成有功调节量偏差计算模型

有功调节量偏差计算公式确定单元，用于根据所述有功调节量偏差计算模型生成有功调节量偏差计算公式其中γ是的初始值；

分布式电源偏差值计算公式确定单元，用于对所述有功调节量偏差计算公式求极限，获得分布式电源偏差值计算公式其中 表示第n台分布式电源的偏差值；

有功出力误差表达式确定单元，用于根据所述分布式电源偏差值计算公式确定所述有功出力误差表达式为其中ΔP_i ^inj表示第i台分布式电源的有功出力误差。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供一种通信干扰下分布式电源有功出力误差估计方法及系统，所述方法及系统在分布式电源有功出力误差计算的各个阶段充分考虑了通信干扰的影响，因此得到的有功出力误差表达式与工程实际相符合，能够计算存在通信干扰影响下的孤岛微电网中，各分布式电源有功出力与理想值的误差，从而可以根据有功出力误差大小进行误差抑制，实现出力公平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的分布式电源的分布式控制系统示意图；

图2为本发明提供的一种通信干扰下分布式电源有功出力误差估计方法的方法流程图；

图3为本发明提供的一种通信干扰下分布式电源有功出力误差估计系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种通信干扰下分布式电源有功出力误差估计方法及系统，能够得到通信干扰影响下有功出力误差的表达式并估计出有功出力误差大小，从而可以根据有功出力误差大小进行误差抑制。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

分布式电源(Distributed Generator，DG)具有分散的固有特性，采用传统的集中控制策略会造成通信成本高、易产生单点故障等问题，因而分布式控制策略得到广泛研究和应用。本发明提供的一种通信干扰下分布式电源有功出力误差估计方法，是针对通信干扰情况下分布式控制有功分配误差的估计方法。分布式控制策略是指分布式电源彼此之间进行通信，无需中央控制器。牵制一致性算法是一种常用的、典型的分布式控制算法。由于分布式控制需要在相邻DG之间通信，因而需用到图论知识。

图论知识介绍如下：无向图可表示为G(V,E)，其中V＝{v₁,v₂,...,v_n}表示图中的各个顶点；表示边，即各顶点之间的通信连接。

各顶点间通信连接关系可由拉普拉斯矩阵L表征，拉普拉斯矩阵如下:

L＝D-A(1)

式中，D＝diag(d₁,d₂,...d_n)为度矩阵，d_i表示与第i个顶点通信相连的顶点数量；A＝(a_ij)_n×n为邻接矩阵，若顶点i与顶点j通信相连，则a_ij>0；若顶点i与顶点j通信不相连，则a_ij＝0。由于本发明仅研究各顶点权重相同的情形，因此若顶点i与顶点j通信相连，则a_ij＝1。由上述定义可知，矩阵L的每行元素之和等于0。此外，若通信网络满足生成树条件，即任意两顶点间均存在路径相互连通，此时拉普拉斯矩阵L为对称正定矩阵，其特征值满足0＝λ₁<λ₂≤···≤λ_n。

牵制一致性算法介绍如下：一般表达形式为：

式中，x_i为系统中节点i的状态变量，为x_i的一阶导数；同理，本文中所有参数上方的“.”均表示该参数的一阶导数；x₀是参考值；l_ij为拉普拉斯矩阵L中第i行第j列的元素；f_i是牵制增益，当f_i>0，表示节点i是主节点；当f_i＝0，表示节点i是从节点；x_j表示节点j的状态变量；n为系统中节点的数量。当满足生成树的条件时，拉普拉斯矩阵L是半正定的，此时各状态变量收敛：

上式(3)的含义是采用牵制一致性算法，各节点能够跟踪主节点的值。

图1为本发明提供的分布式电源的分布式控制系统示意图。图1中的“DG#j”表示第j台分布式电源。参见图1，分布式电源的分布式控制系统主要包括两层：第I层采用P–ω(有功-频率)分散下垂控制，依靠本地信息实现有功-频率的下垂调节，能够实现快速响应；第II层采用分布式控制，通信相连的DG交互信息，以达到局部信息全局化。第二层采用的方法就是牵制一致性算法，从而实现频率二次调节及出力分配控制。由此可见，分层分布式运行架构只需较少通信即可满足调节需求，能大大降低微电网对通信资源的需求。

基于牵制一致性的分布式电源的分布式控制系统的控制目标如下：

ω_i＝ω_b (4)

其中，ω_i为第i台分布式电源的实际角频率，ω_b为额定角频率；P_i ^*表示第i台分布式电源的设定有功功率，P_i ^inj表示第i台分布式电源实际注入微电网的功率，即第i台分布式电源的有功出力。

即，本发明分布式控制系统的控制目标是控制实际角频率ω_i与额定角频率ω_b一致，各分布式电源的出力P_i ^inj与各自额定容量P_i ^*的比值一致。

图2为本发明提供的一种通信干扰下分布式电源有功出力误差估计方法的方法流程图。参见图2，本发明提供的一种通信干扰下分布式电源有功出力误差估计方法，具体包括：

步骤201：建立分布式电源的分布式控制模型和通信干扰分布式控制模型。

建立分布式电源的所述分布式控制系统的分布式控制模型：

建立所述分布式控制系统的有功调节量参考值公式：

建立所述分布式控制系统的有功-频率分散下垂控制模型：

D_p,i(ω_i-ω_b)＝(P_i ^*-ΔP_i ^*)-P_i ^inj (8)

式中，ΔP_i ^*表示第i台分布式电源的设定有功功率的增加量，表示第j台分布式电源的设定有功功率的增加量；D_p,i表示第i台分布式电源的下垂系数，D_p,j表示第j台分布式电源的下垂系数；n为分布式电源的总数量；l_ij为拉普拉斯矩阵中第i行第j列的元素；f_i是第i台分布式电源的牵制增益；m_ref为有功调节量的参考值；ω_i为第i台分布式电源的实际角频率，ω_b为额定角频率；k_P和k_I是比例积分控制器的参数；s表示复变量；P_i ^*表示第i台分布式电源的设定有功功率，P_i ^inj表示第i台分布式电源实际注入微电网的功率，即第i台分布式电源的有功出力。

其中，所述第i台分布式电源与所述第j台分布式电源相邻。在理想通信条件下，采用该分布式控制模型能够实现微电网频率恢复额定值及有功出力按容量分配的目标。然而，该分布式控制模型没有将通信干扰考虑进去，这与工程实际不符合，不利于进行工程应用，因而本发明考虑了通信干扰情况下的基于牵制一致性的分布式控制，建立了通信干扰影响下，所述分布式电源的分布式控制系统的通信干扰分布式控制模型：

其中，η_i是第i台分布式电源受到的通信干扰，表示通信干扰影响下第i台分布式电源的参考有功功率增加量，表示通信干扰影响下第j台分布式电源的参考有功功率增加量；表示的参考值。

所述通信干扰分布式控制模型考虑了分布式通信网络中分布式电源受到的通信干扰，因此所述通信干扰分布式控制模型更能反映实际的分布式通信网络中分布式电源的运行状况。

步骤202：根据所述分布式控制模型和所述通信干扰分布式控制模型确定有功调节量偏差的微分方程表达式。

为得到考虑通信干扰后的有功出力与未考虑通信干扰的理想情况下的有功出力之间的偏差，本发明对和m_i作差，得到有功调节量偏差表达式。有功调节量偏差，即和m_i的偏差表示为：

结合式(6)表示的所述分布式控制模型，式(9)表示的所述通信干扰分布式控制模型和式(10)有功调节量偏差表达式，可得有功调节量偏差的微分方程表达式：

下一步需得到与m_ref的偏差并代入到式(11)中。

步骤203：建立有功调节量参考值偏差表达式。

为得到与m_ref的偏差，需考虑式(7)表示的有功调节量参考值公式受到通信干扰影响后的式子。所以考虑通信干扰的影响，式(7)可变为：

其中表示受到通信干扰的情况下，系统的参考值；表示通信干扰影响下第i台分布式电源的实际角频率。

同时，建立有功调节量参考值偏差表达式：

步骤204：根据所述有功调节量偏差的微分方程表达式和所述有功调节量参考值偏差表达式确定有功出力误差表达式。

结合式(7)表示的有功调节量参考值公式和式(12)表示的通信干扰影响下有功调节量参考值公式及式(13)表示的有功调节量参考值偏差表达式，可得有功调节量参考值偏差第二表达式：

为了得到式(14)中的表达式，需写出式(8)表示的有功-频率分散下垂控制模型考虑通信干扰后的模型并作差。

考虑通信干扰，根据式(8)可得通信干扰影响下有功-频率分散下垂控制模型：

其中表示通信干扰影响下第i台分布式电源的有功出力。

结合式(11)表示的有功调节量偏差的微分方程表达式，式(14)表示的有功调节量参考值偏差第二表达式和式(15)表示的通信干扰影响下有功-频率分散下垂控制模型，可得有功调节量参考值偏差的微分方程表达式：

其中，L为拉普拉斯矩阵，F＝diag(f₁,f₂,...,f_n)，f＝(f₁,f₂,...,f_n)^T，f_n为节点n的牵制增益；η＝(η₁,η₂,...,η_n)^T，η_n为节点n受到的通信干扰； 为节点n的有功调节量偏差； 为通信干扰影响下节点n的有功调节量偏差。

根据式(11)表示的所述有功调节量偏差的微分方程表达式和式(16)表示的所述有功调节量参考值偏差的微分方程表达式可得有功调节量偏差计算模型：

根据非线性齐次微分方程组的知识求解公式(17)，计算得到有功调节量偏差计算公式：

其中γ是的初始值。当满足生成树条件，是负定矩阵，从而也是负定矩阵，所以是指数衰减的。

对所述有功调节量偏差计算公式(18)求极限，可得分布式电源偏差值计算公式：

其中 表示第n台分布式电源的偏差值，例如表示第1台分布式电源的偏差值。

根据式(19)所示的分布式电源偏差值计算公式，可以确定当系统存在通信干扰时，有功出力的误差表达式为：

其中ΔP_i ^inj表示第i台分布式电源的有功出力误差；表示第i台分布式电源的偏差值，例如表示第1台分布式电源的偏差值。

步骤205：根据所述有功出力误差表达式计算所述分布式电源的有功出力误差值。

从而可以根据式(20)所示的所述有功出力误差表达式计算所述分布式电源的有功出力误差值ΔP_i ^inj。

传统的分布式电源的分布式控制策略，没有将通信干扰考虑进去，这与工程实际不相符合，不利于进行工程应用，因而本发明考虑了通信干扰情况下的基于牵制一致性的分布式控制。本发明在基于牵制一致性的分布式控制策略基础上，将通信网络所受到的通信干扰考虑到控制策略设计中，并研究出了通信干扰情况下的DG分布式控制有功出力分配误差估计的方法。采用本发明提供的通信干扰下分布式电源有功出力误差估计方法，可估计出存在通信干扰下，采用基于牵制一致性的分布式控制策略时，有功出力的误差ΔP_i ^inj的大小。从而可以根据有功出力误差大小对有功出力误差进行抑制，指导误差抑制策略的设计。

本发明还公开了一种通信干扰下分布式电源有功出力误差估计系统。图3为本发明提供的一种通信干扰下分布式电源有功出力误差估计系统的结构示意图。所述系统包括：

控制模型建立模块301，用于建立分布式电源的分布式控制模型和通信干扰分布式控制模型；

微分方程表达式确定模块302，用于根据所述分布式控制模型和所述通信干扰分布式控制模型确定有功调节量偏差的微分方程表达式；

参考值偏差表达式建立模块303，用于建立有功调节量参考值偏差表达式；

有功出力误差表达式确定模块304，用于根据所述有功调节量偏差的微分方程表达式和所述有功调节量参考值偏差表达式确定有功出力误差表达式；

有功出力误差值计算模块305，用于根据所述有功出力误差表达式计算所述分布式电源的有功出力误差值。

其中，所述控制模型建立模块301具体包括：

分布式控制模型建立单元，用于建立所述分布式电源的所述分布式控制模型其中，ΔP_i ^*表示第i台分布式电源的设定有功功率的增加量，表示第j台分布式电源的设定有功功率的增加量；D_p,i表示第i台分布式电源的下垂系数，D_p,j表示第j台分布式电源的下垂系数；n为分布式电源的总数量；l_ij为拉普拉斯矩阵中第i行第j列的元素；f_i是第i台分布式电源的牵制增益；m_ref为有功调节量的参考值；

通信干扰分布式控制模型建立单元，用于建立所述通信干扰分布式控制模型其中，η_i是第i台分布式电源受到的通信干扰，表示通信干扰影响下第i台分布式电源的参考有功功率增加量，表示通信干扰影响下第j台分布式电源的参考有功功率增加量；表示的参考值。

所述微分方程表达式确定模块302具体包括：

有功调节量偏差微分方程表达式确定单元，用于根据所述分布式控制模型和所述通信干扰分布式控制模型确定有功调节量偏差的微分方程表达式为其中有功调节量偏差

所述参考值偏差表达式建立模块303具体包括：

有功调节量参考值偏差表达式建立单元，用于建立有功调节量参考值偏差表达式

所述有功出力误差表达式确定模块304具体包括：

有功调节量参考值公式获取单元，用于获取有功调节量参考值公式和通信干扰影响下有功调节量参考值公式其中ω_i为第i台分布式电源的实际角频率，ω_b为额定角频率；k_P和k_I是比例积分控制器的参数；s表示复变量；表示通信干扰影响下第i台分布式电源的实际角频率；

有功调节量参考值偏差第二表达式确定单元，用于根据所述有功调节量参考值公式所述通信干扰影响下有功调节量参考值公式和所述有功调节量参考值偏差表达式获得有功调节量参考值偏差第二表达式

有功-频率分散下垂控制模型获取单元，用于获取有功-频率分散下垂控制模型D_p,i(ω_i-ω_b)＝(P_i ^*-ΔP_i ^*)-P_i ^inj；其中P_i ^*表示第i台分布式电源的设定有功功率，P_i ^inj表示第i台分布式电源实际注入微电网的功率，即第i台分布式电源的有功出力；

通信干扰影响下有功-频率分散下垂控制模型确定单元，用于根据所述有功-频率分散下垂控制模型获得通信干扰影响下有功-频率分散下垂控制模型其中表示通信干扰影响下第i台分布式电源的有功出力；

有功调节量参考值偏差的微分方程表达式确定单元，用于根据所述有功调节量偏差的微分方程表达式所述有功调节量参考值偏差第二表达式和所述通信干扰影响下有功-频率分散下垂控制模型获得有功调节量参考值偏差的微分方程表达式其中 L为拉普拉斯矩阵，F＝diag(f₁,f₂,...,f_n)，f＝(f₁,f₂,...,f_n)^T，f_n为节点n的牵制增益；η＝(η₁,η₂,...,η_n)^T，η_n为节点n受到的通信干扰； 为节点n的有功调节量偏差； 为通信干扰影响下节点n的有功调节量偏差；

有功调节量偏差计算模型确定单元，用于根据所述有功调节量偏差的微分方程表达式和所述有功调节量参考值偏差的微分方程表达式获得有功调节量偏差计算模型

有功调节量偏差计算公式确定单元，用于根据所述有功调节量偏差计算模型获得有功调节量偏差计算公式其中γ是的初始值；

分布式电源偏差值计算公式确定单元，用于对所述有功调节量偏差计算公式求极限，获得分布式电源偏差值计算公式其中 表示第n台分布式电源的偏差值；

有功出力误差表达式确定单元，用于根据所述分布式电源偏差值计算公式确定所述有功出力误差表达式为其中ΔP_i ^inj表示第i台分布式电源的有功出力误差；表示第i台分布式电源的偏差值。

传统的分布式电源的分布式控制策略，没有将通信干扰考虑进去，这与工程实际不相符合，不利于进行工程应用，因而本发明考虑了通信干扰情况下的基于牵制一致性的分布式控制。由于考虑了通信干扰后，DG有功分配存在误差，然而现有技术不能实现对有功分配误差的估计，为此本发明设计了通信干扰情况下分布式控制有功分配误差估计的方法及系统，从而可以指导误差抑制策略的设计。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种通信干扰下分布式电源有功出力误差估计方法，其特征在于，所述方法包括：

建立分布式电源的分布式控制模型和通信干扰分布式控制模型；

根据所述分布式控制模型和所述通信干扰分布式控制模型确定有功调节量偏差的微分方程表达式；

建立有功调节量参考值偏差表达式；

根据所述有功调节量偏差的微分方程表达式和所述有功调节量参考值偏差表达式确定有功出力误差表达式；

根据所述有功出力误差表达式计算所述分布式电源的有功出力误差值。

2.根据权利要求1所述的通信干扰下分布式电源有功出力误差估计方法，其特征在于，所述建立分布式电源的分布式控制模型和通信干扰分布式控制模型，具体包括：

建立所述分布式电源的所述分布式控制模型其中，ΔP_i ^*表示第i台分布式电源的设定有功功率的增加量，表示第j台分布式电源的设定有功功率的增加量；D_p,i表示第i台分布式电源的下垂系数，D_p,j表示第j台分布式电源的下垂系数；n为分布式电源的总数量；l_ij为拉普拉斯矩阵中第i行第j列的元素；f_i是第i台分布式电源的牵制增益；m_ref为有功调节量的参考值；

建立所述通信干扰分布式控制模型其中，η_i是第i台分布式电源受到的通信干扰，表示通信干扰影响下第i台分布式电源的参考有功功率增加量，表示通信干扰影响下第j台分布式电源的参考有功功率增加量；表示的参考值。

3.根据权利要求2所述的通信干扰下分布式电源有功出力误差估计方法，其特征在于，所述根据所述分布式控制模型和所述通信干扰分布式控制模型确定有功调节量偏差的微分方程表达式，具体包括：

根据所述分布式控制模型和所述通信干扰分布式控制模型确定有功调节量偏差的微分方程表达式为其中有功调节量偏差

4.根据权利要求3所述的通信干扰下分布式电源有功出力误差估计方法，其特征在于，所述建立有功调节量参考值偏差表达式，具体包括：

建立有功调节量参考值偏差表达式

5.根据权利要求4所述的通信干扰下分布式电源有功出力误差估计方法，其特征在于，所述根据所述有功调节量偏差的微分方程表达式和所述有功调节量参考值偏差表达式确定有功出力误差表达式，具体包括：

获取有功调节量参考值公式和通信干扰影响下有功调节量参考值公式其中ω_i为第i台分布式电源的实际角频率，ω_b为额定角频率；k_P和k_I是比例积分控制器的参数；s表示复变量；表示通信干扰影响下第i台分布式电源的实际角频率；

根据所述有功调节量参考值公式所述通信干扰影响下有功调节量参考值公式和所述有功调节量参考值偏差表达式确定有功调节量参考值偏差第二表达式

获取有功-频率分散下垂控制模型D_p,i(ω_i-ω_b)＝(P_i ^*-ΔP_i ^*)-P_i ^inj；其中P_i ^*表示第i台分布式电源的设定有功功率，P_i ^inj表示第i台分布式电源实际注入微电网的功率，即第i台分布式电源的有功出力；

根据所述有功-频率分散下垂控制模型生成通信干扰影响下有功-频率分散下垂控制模型其中表示通信干扰影响下第i台分布式电源的有功出力；

根据所述有功调节量偏差的微分方程表达式所述有功调节量参考值偏差第二表达式和所述通信干扰影响下有功-频率分散下垂控制模型确定有功调节量参考值偏差的微分方程表达式其中L为拉普拉斯矩阵，F＝diag(f₁,f₂,...,f_n)，f＝(f₁,f₂,...,f_n)^T，f_n为节点n的牵制增益；η＝(η₁,η₂,...,η_n)^T，η_n为节点n受到的通信干扰； 为节点n的有功调节量偏差； 为通信干扰影响下节点n的有功调节量偏差；

根据所述有功调节量偏差的微分方程表达式和所述有功调节量参考值偏差的微分方程表达式生成有功调节量偏差计算模型

根据所述有功调节量偏差计算模型生成有功调节量偏差计算公式其中γ是的初始值；

对所述有功调节量偏差计算公式求极限，获得分布式电源偏差值计算公式其中 表示第n台分布式电源的偏差值；

根据所述分布式电源偏差值计算公式确定所述有功出力误差表达式为其中ΔP_i ^inj表示第i台分布式电源的有功出力误差。

6.一种通信干扰下分布式电源有功出力误差估计系统，其特征在于，所述系统包括：

控制模型建立模块，用于建立分布式电源的分布式控制模型和通信干扰分布式控制模型；

微分方程表达式确定模块，用于根据所述分布式控制模型和所述通信干扰分布式控制模型确定有功调节量偏差的微分方程表达式；

参考值偏差表达式建立模块，用于建立有功调节量参考值偏差表达式；

有功出力误差表达式确定模块，用于根据所述有功调节量偏差的微分方程表达式和所述有功调节量参考值偏差表达式确定有功出力误差表达式；

有功出力误差值计算模块，用于根据所述有功出力误差表达式计算所述分布式电源的有功出力误差值。

7.根据权利要求6所述的通信干扰下分布式电源有功出力误差估计系统，其特征在于，所述控制模型建立模块具体包括：

分布式控制模型建立单元，用于建立所述分布式电源的所述分布式控制模型其中，ΔP_i ^*表示第i台分布式电源的设定有功功率的增加量，表示第j台分布式电源的设定有功功率的增加量；D_p,i表示第i台分布式电源的下垂系数，D_p,j表示第j台分布式电源的下垂系数；n为分布式电源的总数量；l_ij为拉普拉斯矩阵中第i行第j列的元素；f_i是第i台分布式电源的牵制增益；m_ref为有功调节量的参考值；

通信干扰分布式控制模型建立单元，用于建立所述通信干扰分布式控制模型其中，η_i是第i台分布式电源受到的通信干扰，表示通信干扰影响下第i台分布式电源的参考有功功率增加量，表示通信干扰影响下第j台分布式电源的参考有功功率增加量；表示的参考值。

8.根据权利要求7所述的通信干扰下分布式电源有功出力误差估计系统，其特征在于，所述微分方程表达式确定模块具体包括：

有功调节量偏差微分方程表达式确定单元，用于根据所述分布式控制模型和所述通信干扰分布式控制模型确定有功调节量偏差的微分方程表达式为其中有功调节量偏差

9.根据权利要求8所述的通信干扰下分布式电源有功出力误差估计系统，其特征在于，所述参考值偏差表达式建立模块具体包括：

有功调节量参考值偏差表达式建立单元，用于建立有功调节量参考值偏差表达式

10.根据权利要求9所述的通信干扰下分布式电源有功出力误差估计系统，其特征在于，所述有功出力误差表达式确定模块具体包括：

有功调节量参考值公式获取单元，用于获取有功调节量参考值公式和通信干扰影响下有功调节量参考值公式其中ω_i为第i台分布式电源的实际角频率，ω_b为额定角频率；k_P和k_I是比例积分控制器的参数；s表示复变量；表示通信干扰影响下第i台分布式电源的实际角频率；

有功调节量参考值偏差第二表达式确定单元，用于根据所述有功调节量参考值公式所述通信干扰影响下有功调节量参考值公式和所述有功调节量参考值偏差表达式确定有功调节量参考值偏差第二表达式

有功-频率分散下垂控制模型获取单元，用于获取有功-频率分散下垂控制模型D_p,i(ω_i-ω_b)＝(P_i ^*-ΔP_i ^*)-P_i ^inj；其中P_i ^*表示第i台分布式电源的设定有功功率，P_i ^inj表示第i台分布式电源实际注入微电网的功率，即第i台分布式电源的有功出力；

通信干扰影响下有功-频率分散下垂控制模型确定单元，用于根据所述有功-频率分散下垂控制模型生成通信干扰影响下有功-频率分散下垂控制模型其中表示通信干扰影响下第i台分布式电源的有功出力；

有功调节量参考值偏差的微分方程表达式确定单元，用于根据所述有功调节量偏差的微分方程表达式所述有功调节量参考值偏差第二表达式和所述通信干扰影响下有功-频率分散下垂控制模型确定有功调节量参考值偏差的微分方程表达式其中 L为拉普拉斯矩阵，F＝diag(f₁,f₂,...,f_n)，f＝(f₁,f₂,...,f_n)^T，f_n为节点n的牵制增益；η＝(η₁,η₂,...,η_n)^T，η_n为节点n受到的通信干扰； 为节点n的有功调节量偏差； 为通信干扰影响下节点n的有功调节量偏差；

有功调节量偏差计算模型确定单元，用于根据所述有功调节量偏差的微分方程表达式和所述有功调节量参考值偏差的微分方程表达式生成有功调节量偏差计算模型

有功调节量偏差计算公式确定单元，用于根据所述有功调节量偏差计算模型生成有功调节量偏差计算公式其中γ是的初始值；

分布式电源偏差值计算公式确定单元，用于对所述有功调节量偏差计算公式求极限，获得分布式电源偏差值计算公式其中 表示第n台分布式电源的偏差值；

有功出力误差表达式确定单元，用于根据所述分布式电源偏差值计算公式确定所述有功出力误差表达式为其中ΔP_i ^inj表示第i台分布式电源的有功出力误差。