CN109038644B - 一种微能源网系统及其调压控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种微能源网系统及其调压控制方法，包括：执行设备和控制器；控制器采集执行设备的原始电气参数，并根据原始电气参数对执行设备进行一级调压控制，使微能源网的电压稳定，根据采集的调整电气参数对执行设备进行二级调压控制，使微能源网的电压达到额定电压。本发明根据采集的微能源网电气参数，采用一级调压控制使微能源网的电压稳定，以及采用二级调压控制使微能源网的电压达到额定电压，可以适应负荷变化和分布式可再生能源波动的特点，充分利用可再生能源的无功容量，保证微能源网输出电能的高质量，支撑配电网的安全、稳定运行，提高配电网的可靠性。

Description

一种微能源网系统及其调压控制方法
技术领域
本发明属于电力技术领域，具体涉及一种微能源网系统及其调压控制方法。
背景技术
随着常规能源的逐渐衰竭和环境污染的日益加重，可再生能源的发展进入了人们的视野之中。以可再生能源为核心的微能源网发展起来，作为传统供电形式的补充，微能源网具有灵活、应用范围广、排放污染物低的优点，并且能够满足负荷增长的需求，减少环境污染，提高能源综合利用率。微能源网内分布式电源包含以太阳能发电、风力发电、生物质能发电等技术，充分开发并利用这些分散存在的分布式电源不仅可以有效缓解传统能源带来的压力，为传统电力系统的发展壮大带来新的活力，而且还可以减少化石燃料的使用、降低二氧化碳的排放，改善人类生活环境。
但风能、太阳能属于一次能源，不可储存，且容易受自然气候影响，具有较强的随机波动性，这决定了其发电功率的随机性、间歇性，不易控制。特别是，当分布式电源与配电系统并网运行时，在电能质量、系统的稳定性、电压稳定性、可靠性、经济性等方面将引发许多新问题。例如，由于微能源网内负荷的突变会导致发电功率和负载功率不匹配，这些因素都会导致节点电压发生波动，影响供电质量。
发明内容
为克服上述现有技术节点电压不稳定的不足，本发明提出一种微能源网系统及其调压控制方法。该系统和方法采用两级电压控制，可以适应负荷变化和可再生能源波动的特点，充分利用可再生能源的无功容量，保证微能源网输出电能的高质量，支撑配电网的安全、稳定运行，提高配电网的可靠性。
实现上述目的所采用的解决方案为：
一种微能源网系统，其改进之处在于，包括：执行设备和控制器；
所述控制器采集执行设备的原始电气参数和调整电气参数，并根据所述原始电气参数对所述执行设备进行一级调压控制，使所述微能源网的电压稳定，根据所述调整电气参数对所述执行设备进行二级调压控制，使所述微能源网的电压达到额定电压；
其中，所述原始电气参数为一级调压控制前采集的电气参数；所述调整电气参数为经过所述一级调压控制后采集的电气参数。
本发明提供的第一优选技术方案，其改进之处在于，所述控制器包括中央智能体和执行智能体；
所述中央智能体，根据采集的原始电气参数生成一级调压控制指令通过所述执行智能体驱动所述执行设备执行所述一级调压控制指令；再根据所述执行智能体采集的所述调整电气参数生成二级调压控制指令，通过所述执行智能体驱动所述执行设备执行所述二级调压控制指令；
所述执行智能体，采集所述执行设备的原始电气参数和调整电气参数并发送至所述中央智能体，还用于根据所述中央智能体下发的一级调压控制指令驱动所述执行设备执行所述一级调压控制指令或根据所述中央智能体下发的二级调压控制指令驱动所述执行设备执行所述二级调压控制指令。
本发明提供的第二优选技术方案，其改进之处在于，所述中央智能体包括：中央通信装置和数据运算处理装置；
所述中央通信装置接收所述执行智能体采集的原始电气参数和调整电气参数，并将所述原始电气参数和调整电气参数发送至所述数据运算处理装置，还用于接收所述数据运算处理装置下发的一级调压控制指令或二级调压控制指令并向所述执行智能体发送；
所述数据运算处理装置，根据采集的原始电气参数进行运算生成一级调压控制指令，以及根据采集的调整电气参数进行运算生成二级调压控制指令直到所述微能源网的电压达到额定电压。
本发明提供的第三优选技术方案，其改进之处在于，所述执行设备包括分布式电源、静止无功补偿器和本地负荷。
本发明提供的第四优选技术方案，其改进之处在于，所述执行智能体为：静止无功补偿器智能体、分布式电源智能体和本地负荷智能体；
所述静止无功补偿器智能体，采集所述原始电气参数发送至所述中央智能体，并接收所述中央智能体下发的一级调压控制指令驱动所述静止无功补偿器执行所述一级调压控制指令；
所述分布式电源智能体，采集所述调整电气参数中的分布式电源的节点电压发送至所述中央智能体，并接收所述中央智能体下发的二级调压控制指令驱动所述分布式电源执行所述二级调压控制指令；
所述本地负荷智能体，采集所述调整电气参数中的本地负荷的节点电压发送至所述中央智能体，并接收所述中央智能体下发的二级调压控制指令驱动所述本地负荷执行所述二级调压控制指令；
其中，所述原始电气参数包括静止无功补偿器的节点电压。
本发明提供的第五优选技术方案，其改进之处在于，每个所述执行智能体包括：执行数据采集装置、执行通信装置和执行装置；
所述执行数据采集装置，用于采集所述执行设备的原始电气参数和调整电气参数；
所述执行通信装置，用于将采集的原始电气参数和调整电气参数发送至所述中央智能体，还用于接收所述中央智能体下发的一级调压控制指令或二级调压控制指令并传递给执行装置；
所述执行装置，用于根据所述一级调压控制指令驱动连接的执行设备执行一级调压控制指令或根据所述二级调压控制指令驱动连接的执行设备执行二级调压控制指令。
一种微能源网系统的调压控制方法，其改进之处在于：
控制器采集执行设备的原始电气参数；
基于所述原始电气参数驱动所述执行设备进行一级调压控制，使所述微能源网的电压稳定；
根据采集的调整电气参数，驱动所述执行设备进行二级调压控制，使所述微能源网的电压达到额定电压；
其中，所述原始电气参数为一级调压控制前采集的电气参数；所述调整电气参数为经过所述一级调压控制后采集的电气参数。
本发明提供的第六优选技术方案，其改进之处在于，所述基于所述原始电气参数驱动所述执行设备进行一级调压控制，包括：
控制器的中央智能体根据所述原始电气参数和预设参考电压值的误差，采用比例积分控制方法得到执行设备中的静止无功补偿器的参考电纳值，并根据所述参考电纳值生成一级调压控制指令；
控制器的执行智能体根据接收的一级调压控制指令，通过调节静止无功补偿器的电纳值至所述参考电纳值，控制所述静止无功补偿器的反馈电压使所述微能源网的电压的稳定；
其中，所述原始电气参数包括静止无功补偿器的节点电压。
本发明提供的第七优选技术方案，其改进之处在于，所述采用比例积分控制方法得到执行设备中的静止无功补偿器的参考电纳值的计算式如下所示：
Figure BDA0001708827330000031
其中，s表示静止无功补偿器的节点电压和预设参考电压值的误差，G(s)表示静止无功补偿器的参考电纳值，KP表示预设的比例系数，KI表示预设的积分系数。
本发明提供的第八优选技术方案，其改进之处在于，所述根据采集的调整电气参数，驱动所述执行设备进行二级调压控制，包括：
控制器的执行智能体采集调整电气参数；
控制器的中央智能体根据所述调整电气参数，计算所述微能源网中各节点的目标无功功率，并根据各节点的目标无功功率生成二级调压控制指令；
执行智能体根据二级调压控制指令，调节所述微能源网中各节点的无功功率至所述目标无功功率；
中央智能体判断所述微能源网中各节点调电压是否与微能源网的额定电压一致，若是，则结束所述二级调压控制；否则继续采集所述执行设备中的分布式电源和本地负荷的电压进行二级调压控制；
其中，所述调整电气参数包括所述执行设备中分布式电源和本地负荷的电压，所述节点包括分布式电源和本地负荷连接至母线处的点。
本发明提供的第九优选技术方案，其改进之处在于，所述控制器的中央智能体根据所述调整电气参数，计算所述微能源网中各节点的目标无功功率，包括：
控制器的中央智能体根据所述调整电气参数，通过一致性算法迭代计算微能源网的平均电压直到所述平均电压的误差满足预设的精度要求；
将所述平均电压代入下垂控制方程，计算所述微能源网中各节点的目标无功功率。
本发明提供的第十优选技术方案，其改进之处在于，所述一致性算法迭代计算如下式所示：
Figure BDA0001708827330000041
其中，i和j表示节点编号，n表示节点个数，k表示迭代次数，dij表示预设的系统状态转移矩阵的元素，Ui[k+1]表示节点i在第k+1次迭代时的电压值，Uj[k]表示节点j在第k次迭代时的电压值，Uj[0]为采集的第j个节点的初始电压。
本发明提供的第十一优选技术方案，其改进之处在于，所述下垂控制方程如下式所示：
Figure BDA0001708827330000042
其中，Q0,i表示节点i在电网额定电压下的无功功率，Qe,i表示节点i的目标无功功率，ni表示节点i的无功-电压的下垂特性系数，U0表示额定电压，
Figure BDA0001708827330000043
表示所述平均电压。
与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
本发明根据采集的执行设备的电气参数，采用一级调压控制使微能源网的电压稳定，以及采用二级调压控制使微能源网的电压达到额定电压，可以适应负荷变化和分布式可再生能源波动的特点，充分利用可再生能源的无功容量，保证微能源网输出电能的高质量，支撑配电网的安全、稳定运行，提高配电网的可靠性。
附图说明
图1为本发明提供的一种微能源网系统结构示意图；
图2为本发明提供的微能源网系统的中央智能体结构示意图；
图3为本发明提供的微能源网系统的执行智能体结构示意图；
图4为本发明提供的一种微能源网系统的调压控制方法流程示意图；
图5为本发明提供的一种微能源网系统的调压控制方法详细流程示意图；
图6为本发明提供的一种微能源网系统的调压控制方法一个实施例中微能源网内各节点电压曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
实施例1：
本发明提供了一种微能源网系统，包括：执行设备和控制器；
控制器采集执行设备的原始电气参数和调整电气参数，并根据原始电气参数对执行设备进行一级调压控制，使微能源网的电压稳定，根据调整电气参数对执行设备进行二级调压控制，使微能源网的电压达到额定电压；
其中，原始电气参数为一级调压控制前采集的电气参数；调整电气参数为经过一级调压控制后采集的电气参数。
这里需要指出的是，在经过一级调压控制后，进行一次二级调压控制可能不能直接使得微能源网的电压达到额定电压，可能需要进行多次二级调压控制；因此，经过一级调压控制后采集的调整电气参数可能是一级调压控制后直接采集的电气参数，也可能是经过一级调压控制后再经过二级调压控制后采集的电气参数。
微能源网系统的具体结构如图1所示，图1中，1所示设备为执行设备，2所示设备为控制器。
控制器包括中央智能体和执行智能体；
中央智能体，根据采集的原始电气参数生成一级调压控制指令通过执行智能体驱动执行设备执行一级调压控制指令；再根据执行智能体采集的调整电气参数生成二级调压控制指令，通过执行智能体驱动执行设备执行二级调压控制指令；
执行智能体，采集执行设备的原始电气参数和调整电气参数并发送至中央智能体，还用于根据中央智能体下发的一级调压控制指令驱动执行设备执行一级调压控制指令或根据中央智能体下发的二级调压控制指令驱动执行设备执行二级调压控制指令。
其中，中央智能体包括：中央通信装置和数据运算处理装置；
中央通信装置与执行智能体通信，接收执行智能体采集的原始电气参数和调整电气参数，并将原始电气参数和调整电气参数发送至数据运算处理装置，还用于接收数据运算处理装置下发的一级调压控制指令或二级调压控制指令并向执行智能体发送；
数据运算处理装置，根据采集的原始电气参数进行运算生成一级调压控制指令，以及根据采集的调整电气参数进行运算生成二级调压控制指令直到微能源网的电压达到额定电压。这里需要指出的是，在经过一级调压控制后，进行一次二级调压控制可能不能直接使得微能源网的电压达到额定电压，可能需要进行多次二级调压控制；因此，数据运算处理装置生成二级调压控制指令时需要根据采集的调整电气参数循环进行二级调压控制，直到微能源网的电压达到额定电压。
其中，执行设备包括分布式电源、静止无功补偿器SVC和本地负荷。其中，分布式电源包括光伏发电装置和风力发电装置。风力发电装置在本发明中也简称为风机。
与执行设备对应，执行智能体的种类包括静止无功补偿器智能体即SVC智能体、分布式电源智能体和本地负荷智能体；其中分布式电源智能体包括风机智能体和光伏发电装置智能体即PV智能体。
静止无功补偿器智能体，采集原始电气参数即静止无功补偿器的节点电压发送至中央智能体，并接收中央智能体下发的一级调压控制指令驱动静止无功补偿器执行一级调压控制指令；
分布式电源智能体，采集调整电气参数中的分布式电源的节点电压发送至中央智能体，并接收中央智能体下发的二级调压控制指令驱动分布式电源执行二级调压控制指令；
本地负荷智能体，采集调整电气参数中的本地负荷的节点电压发送至中央智能体，并接收中央智能体下发的二级调压控制指令驱动本地负荷执行二级调压控制指令。
应该指出的是，调整电气参数包括分布式电源的节点电压和本地负荷的节点电压，分布式电源智能体采集调整电气参数中对应分布式电源的部分即分布式电源的节点电压，本地负荷智能体采集调整电气参数中对应本地负荷的部分即本地负荷的节点电压。
其中，每个执行智能体包括：执行数据采集装置、执行通信装置和执行装置；
执行数据采集装置，用于采集执行设备的原始电气参数和调整电气参数；
执行通信装置，用于将采集的原始电气参数和调整电气参数发送至中央智能体，还用于接收中央智能体下发的一级调压控制指令或二级调压控制指令并传递给执行装置；
执行装置，用于根据一级调压控制指令驱动连接的执行设备执行一级调压控制指令或根据二级调压控制指令驱动连接的执行设备执行二级调压控制指令。
为实现风能、太阳能和热能等多种形式能源的有效利用和协调工作，微能源网系统还包括储能装置、空气源热泵和储热装置，以及与以上三个装置对应的智能体：储能装置智能体、空气源热泵智能体和储热装智能体。
光伏发电装置利用太阳能发电，风力发电装置利用风能发电，其输出端与微能源网连接，储能装置的输出端与微能源网连接，当微能源网内分布式电源发出的功率大于负荷功率时，控制分布式电源将多余的电能馈送给储能装置或大电网，反之，若不足，则从中索取电能。
空气源热泵中压缩机的输入端与微能源网连接，从微能源网中获取电能来驱动压缩机工作，空气源热泵的热能输出端与供热管道及储能装置连接，产生的热能用来满足热负荷的需求，当热能有盈余时，控制储热装置运行，将多余的热量存储在储热装置中；当热能出现缺额时，控制储热装置释放热能向用户供热。
静止无功补偿器与微能源网连接，提供或吸收无功功率，稳定节点电压。
中央智能体与分布式电源智能体(即PV智能体和风机智能体)、储能装置智能体、空气源热泵智能体、储热装置智能体、静止无功补偿器智能体和本地负荷智能体的输入端通过热插拔接口连接，它们之间进行双向通信，分布式电源智能体的输出端与分布式电源的输入端连接，分布式电源的输出端与微能源网连接；储能装置智能体的输出端与储能装置的输入端连接，储能装置的输出端与微能源网连接；空气源热泵智能体的输出端与空气源热泵的输入端连接，空气源热泵的输出端与供热管道连接；储热装置智能体的输出端与储热装置的输入端连接，储热装置的输出端与空气源热泵的输出端连接；静止无功补偿器智能体的输出端与静止无功补偿器的输入端连接，静止无功补偿器的输出端与微能源网连接，本地负荷智能体的输出端与本地负荷的输入端连接，本地负荷还连接至微能源网。
中央智能体的具体结构如图2所示。中央智能体包括：中央数据采集装置、中央通讯装置、中央存储区和数据运算处理装置。中央数据采集装置主要采集微能源网母线的节点电压；中央通讯装置与微能源网内各个执行智能体进行通信，接收执行智能体采集的信息，或向执行智能体发送控制指令；中央存储区用来储存采集的电压、功率信息；数据运算处理装置具有运算与决策的功能，根据所得信息判断微能源网是否存在安全故障，并根据故障情况向并网断路器发送断开或闭合的指令，且根据静止无功补偿器的电压计算参考电纳值，基于参考电纳值生成一级调压指令发送至静止无功补偿器智能体，控制静止无功补偿器执行该指令，还基于一致性算法和下垂控制得到微能源网内各节点的电压参考值，从而控制相应的执行智能体执行二级调压命令。
执行智能体的具体结构如图3所示。执行智能体包括执行数据采集装置、执行通讯装置、执行存储区和执行装置。执行数据采集装置采集微能源网内各节点电压、有功功率、无功功率；执行通讯装置与其它智能体进行信息交互；执行存储区用来储存采集的电压、功率信息；执行装置接收中央智能体的指令控制各执行设备参与微能源网的调压。
实施例2：
基于同一发明构思，本发明还提供了一种微能源网系统的调压控制方法，该方法流程示意图如图4所示，包括：
步骤1：控制器采集执行设备的原始电气参数；
步骤2：基于原始电气参数进行一级调压控制，使微能源网的电压稳定；
步骤3：根据采集的调整电气参数进行二级调压控制，使微能源网的电压达到额定电压；
其中，所述原始电气参数为一级调压控制前采集的电气参数；所述调整电气参数为经过所述一级调压控制后采集的电气参数。
具体的，一种微能源网系统的调压控制方法如图5所示，包括：
步骤101：采集执行设备的原始电气参数，该原始电气参数包括：分布式电源的节点电压、静止无功补偿器的节点电压、储能装置的电压、储热装置的电压以及本地负荷的电压、功率和无功功率。
步骤102：根据原始电气参数，中央智能体对原始电气参数进行分析，判断微能源网内是否发生故障，若是，则断开并网断路器，进入孤岛模式，执行步骤103；否则，闭合并网断路器，进入并网运行模式，微能源网节点电压受到大电网钳制，与大电网保持一致，结束流程。
步骤103：启动微能源网的一级调压控制，由中央智能体向静止无功补偿器智能体发送指令，控制静止无功补偿器，通过向电网吸收或释放无功功率，使节点电压迅速稳定下来，该过程包括：
步骤103-1：根据静止无功补偿器的节点电压和预设参考电压值的误差，采用比例积分控制PI方法得到静止无功补偿器的参考电纳值。
其中，采用比例积分控制方法得到静止无功补偿器的参考电纳值的计算式也即PI控制方法的传递函数如下式所示：
Figure BDA0001708827330000091
其中，s表示静止无功补偿器的节点电压和预设参考电压值的误差，G(s)表示静止无功补偿器的参考电纳值，KP表示预设的比例系数，KI表示预设的积分系数。
步骤103-2：通过调节静止无功补偿器的电纳值至参考电纳值，控制无功补偿器的反馈电压以调控微能源网的电压的稳定。
步骤103的控制策略是利用静止无功补偿器反馈电压以调节节点电压来保证节点电压的稳定，其采用闭环负反馈控制方案，当采集的静止无功补偿器的节点电压与预设的参考电压值存在误差时，经过传递函数运算得到静止无功补偿器的参考电纳值，再控制静止无功补偿器的晶闸管的触发角，调节静止无功补偿器的电纳使其达到参考电纳值。
步骤104：启动微能源网的二级调压控制，调节微能源网内各节点电压与额定电压一致。步骤104包括：
步骤104-1：采集分布式电源和本地负荷的电压。
步骤104-2：根据分布式电源和本地负荷的电压，通过一致性算法，迭代计算微能源网的平均电压直到误差满足精度要求，计算公式如下：
Figure BDA0001708827330000092
其中，i和j表示节点编号，n表示节点个数，k表示迭代次数，dij表示预设的系统状态转移矩阵的元素，Ui[k+1]表示节点i在第k+1次迭代时的电压值，Uj[k]表示节点j在第k次迭代时的电压值，Uj[0]为采集的第j个节点的初始电压，这里的节点指的是分布式电源和本地负荷连接至母线处的点。
步骤104-3：将步骤104-2迭代得到的平均电压
Figure BDA0001708827330000094
作为电压参考值代入到下垂控制方程中，计算各节点电压为
Figure BDA0001708827330000093
时对应的无功功率，作为目标无功功率。其中，采用的下垂控制方程式如下：
Figure BDA0001708827330000101
其中，Q0,i表示节点i在电网额定电压下的无功功率，Qe,i表示节点i的目标无功功率，ni表示节点i的无功-电压的下垂特性系数，U0表示额定电压。
步骤104-4：调节微能源网内各节点的无功功率直至其分别达到该节点的目标无功功率Qe,i。
步骤104-5：判断判断微能源网各节点调节后的电压是否与微能源网的额定电压一致，若是，则结束流程；否则，转入步骤104-1继续进行二级调压控制。
实施例3：
下面给出一个微能源网系统的调压控制方法的具体实施例。
本实施例中，额定电压U0＝220V，即为微能源网额定电压；采集的微能源网内部分布式电源的和本地负载的节点频率fi、节点电压Ui和额定无功功率Q0,i，如表1所示：
表1
Figure BDA0001708827330000102
具体调压控制流程如下：
步骤201：采集微能源网的原始电气参数，该原始电气参数包括：分布式电源的节点电压、静止无功补偿器的节点电压、储能装置的电压、储热装置的电压以及本地负荷的电压、功率和无功功率。
步骤202：根据原始电气参数，中央智能体对原始电气参数进行分析，判断微能源网内是否发生故障，若是，则断开并网断路器，进入孤岛模式，执行步骤203；否则，闭合并网断路器，进入并网运行模式，微能源网节点电压受到大电网钳制，与大电网保持一致，结束流程。
步骤203：启动微能源网的一级调压控制，由中央智能体向静止无功补偿器智能体发送指令，控制静止无功补偿器，通过向电网吸收或释放无功功率，使节点电压迅速稳定下来，该过程包括：
步骤203-1：根据静止无功补偿器的节点电压和预设参考电压值的误差，采用比例积分控制PI方法得到静止无功补偿器的参考电纳值。
其中，PI控制方法的传递函数如下式所示：
Figure BDA0001708827330000111
其中，s表示静止无功补偿器的节点电压和预设参考电压值的误差，G(s)表示静止无功补偿器的参考电纳值，KP表示预设的比例系数，KI表示预设的积分系数。
步骤203-2：通过调节静止无功补偿器的电纳值至参考电纳值，控制无功补偿器的反馈电压以调控微能源网的电压的稳定。
步骤203的控制策略是利用静止无功补偿器反馈电压以调节节点电压来保证节点电压的稳定，其采用闭环负反馈控制方案，当采集的静止无功补偿器的节点电压与预设的参考电压值存在误差时，经过传递函数运算得到静止无功补偿器的参考电纳值，再控制静止无功补偿器的晶闸管的触发角，调节无功补偿器的电纳使其达到参考电纳值。
步骤204：启动微能源网的二级调压控制，调节微能源网内各节点电压与微能源网额定电压一致。步骤204包括：
步骤204-1：采集分布式电源和本地负荷的电压。
步骤204-2：根据分布式电源和本地负荷的电压，通过一致性算法，迭代计算微能源网的平均电压直到误差满足精度要求，计算公式如下：
Figure BDA0001708827330000112
其中，i和j表示节点编号，n表示节点个数，k表示迭代次数，dij表示预设的系统状态转移矩阵的元素，Ui[k+1]表示节点i在第k+1次迭代时的电压值，Uj[k]表示节点j在第k次迭代时的电压值，Uj[0]为采集的第j个节点的初始电压。本实施例中，构造系统状态转移矩阵为
Figure BDA0001708827330000113
步骤204-3：将步骤204-2迭代得到的平均电压
Figure BDA0001708827330000116
作为电压参考值代入到下垂控制方程中，计算各节点电压为参考电压
Figure BDA0001708827330000115
时对应的无功功率，作为目标无功功率。其中，采用的下垂控制方程式如下：
Figure BDA0001708827330000114
其中，Q0,i表示节点i在电网额定电压下的无功功率，Qe,i表示节点i的目标无功功率，ni表示节点i的无功-电压的下垂特性系数，U0表示额定电压。
步骤204-4：调节微能源网内各节点的无功功率直至其分别达到该节点的目标无功功率Qe,i。
步骤204-5：判断判断微能源网各节点调节后的电压是否与微能源网的额定电压一致，若是，则结束流程；否则，转入步骤204-1继续进行二级调压控制。
本实施例中，起始时刻，各节点电压偏离电网额定电压值，在t＝0s，对微能源网执行上述调压方法，微能源网内各设备运行20s左右之后，各节点电压与电网额定电压趋于一致，稳定在额定电压220V上下，其电压变化情况如图6所示，从图中可以看出，微能源网各节点电压在前10s钟，迅速变化趋于额定值附近，之后变化速度减缓，最后达到额定值220V，处于稳定状态，说明本调节方法的有效性，其能够使微能源网安全稳定运行。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种微能源网系统，其特征在于，包括：执行设备和控制器；
所述控制器采集执行设备的原始电气参数和调整电气参数，并根据所述原始电气参数对所述执行设备进行一级调压控制，使所述微能源网的电压稳定，根据所述调整电气参数对所述执行设备进行二级调压控制，使所述微能源网的电压达到额定电压；
其中，所述原始电气参数为一级调压控制前采集的电气参数；所述调整电气参数为经过所述一级调压控制后采集的电气参数；
所述控制器包括中央智能体和执行智能体；
所述中央智能体，根据采集的原始电气参数生成一级调压控制指令通过所述执行智能体驱动所述执行设备执行所述一级调压控制指令；再根据所述执行智能体采集的所述调整电气参数生成二级调压控制指令，通过所述执行智能体驱动所述执行设备执行所述二级调压控制指令；
所述执行智能体，采集所述执行设备的原始电气参数和调整电气参数并发送至所述中央智能体，还用于根据所述中央智能体下发的一级调压控制指令驱动所述执行设备执行所述一级调压控制指令或根据所述中央智能体下发的二级调压控制指令驱动所述执行设备执行所述二级调压控制指令；
所述中央智能体包括：中央通信装置和数据运算处理装置；
所述中央通信装置接收所述执行智能体采集的原始电气参数和调整电气参数，并将所述原始电气参数和调整电气参数发送至所述数据运算处理装置，还用于接收所述数据运算处理装置下发的一级调压控制指令或二级调压控制指令并向所述执行智能体发送；
所述数据运算处理装置，根据采集的原始电气参数进行运算生成一级调压控制指令，以及根据采集的调整电气参数进行运算生成二级调压控制指令直到所述微能源网的电压达到额定电压；
所述执行设备包括分布式电源、静止无功补偿器和本地负荷；
所述执行智能体为：静止无功补偿器智能体、分布式电源智能体和本地负荷智能体；
所述静止无功补偿器智能体，采集所述原始电气参数发送至所述中央智能体，并接收所述中央智能体下发的一级调压控制指令驱动所述静止无功补偿器执行所述一级调压控制指令；
所述分布式电源智能体，采集所述调整电气参数中的分布式电源的节点电压发送至所述中央智能体，并接收所述中央智能体下发的二级调压控制指令驱动所述分布式电源执行所述二级调压控制指令；
所述本地负荷智能体，采集所述调整电气参数中的本地负荷的节点电压发送至所述中央智能体，并接收所述中央智能体下发的二级调压控制指令驱动所述本地负荷执行所述二级调压控制指令；
其中，所述原始电气参数包括静止无功补偿器的节点电压；
每个所述执行智能体包括：执行数据采集装置、执行通信装置和执行装置；
所述执行数据采集装置，用于采集所述执行设备的原始电气参数和调整电气参数；
所述执行通信装置，用于将采集的原始电气参数和调整电气参数发送至所述中央智能体，还用于接收所述中央智能体下发的一级调压控制指令或二级调压控制指令并传递给执行装置；
所述执行装置，用于根据所述一级调压控制指令驱动连接的执行设备执行一级调压控制指令或根据所述二级调压控制指令驱动连接的执行设备执行二级调压控制指令。
2.一种微能源网系统的调压控制方法，其特征在于：
控制器采集执行设备的原始电气参数；
基于所述原始电气参数驱动所述执行设备进行一级调压控制，使所述微能源网的电压稳定；
控制器采集执行设备的调整电气参数；
基于所述调整电气参数，驱动所述执行设备进行二级调压控制，使所述微能源网的电压达到额定电压；
所述基于所述原始电气参数驱动所述执行设备进行一级调压控制，包括：
控制器的中央智能体根据所述原始电气参数和预设参考电压值的误差，采用比例积分控制方法得到执行设备中的静止无功补偿器的参考电纳值，并根据所述参考电纳值生成一级调压控制指令；
控制器的执行智能体根据接收的一级调压控制指令，通过调节静止无功补偿器的电纳值至所述参考电纳值，控制所述静止无功补偿器的反馈电压使所述微能源网的电压的稳定；
其中，所述原始电气参数包括静止无功补偿器的节点电压；
根据采集的调整电气参数，驱动所述执行设备进行二级调压控制，包括：
控制器的执行智能体采集调整电气参数；
控制器的中央智能体根据所述调整电气参数，计算所述微能源网中各节点的目标无功功率，并根据各节点的目标无功功率生成二级调压控制指令；
执行智能体根据二级调压控制指令，调节所述微能源网中各节点的无功功率至所述目标无功功率；
中央智能体判断所述微能源网中各节点电压是否与微能源网的额定电压一致，若是，则结束所述二级调压控制；否则继续采集所述执行设备中的分布式电源和本地负荷的电压进行二级调压控制；
其中，所述调整电气参数包括所述执行设备中分布式电源和本地负荷的电压，所述节点包括分布式电源和本地负荷连接至母线处的点；
所述控制器的中央智能体根据所述调整电气参数，计算所述微能源网中各节点的目标无功功率，包括：
控制器的中央智能体根据所述调整电气参数，通过一致性算法迭代计算微能源网的平均电压直到所述平均电压的误差满足预设的精度要求；
将所述平均电压代入下垂控制方程，计算所述微能源网中各节点的目标无功功率。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用比例积分控制方法得到执行设备中的静止无功补偿器的参考电纳值的计算式如下所示：
Figure FDA0004007184030000031
其中，s表示静止无功补偿器的节点电压和预设参考电压值的误差，G(s)表示静止无功补偿器的参考电纳值，KP表示预设的比例系数，KI表示预设的积分系数。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述一致性算法迭代计算如下式所示：
Figure FDA0004007184030000032
其中，i和j表示节点编号，n表示节点个数，k表示迭代次数，dij表示预设的系统状态转移矩阵的元素，Ui[k+1]表示节点i在第k+1次迭代时的电压值，Uj[k]表示节点j在第k次迭代时的电压值，Uj[0]为采集的第j个节点的初始电压。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述下垂控制方程如下式所示：
Figure FDA0004007184030000033
其中，Q0,i表示节点i在电网额定电压下的无功功率，Qe,i表示节点i的目标无功功率，ni表示节点i的无功-电压的下垂特性系数，U0表示额定电压，
Figure FDA0004007184030000034
表示所述平均电压。
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