CN109830964B - 一种微电网动态功率平衡方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种微电网动态功率平衡方法，所述方法包括：建立分布式电源动态模型、负荷动态模型以及输电线路模型；根据所述分布式电源动态模型、负荷动态模型以及输电线路模型构建基于导纳矩阵网络图论法的微电网系统动态模型；根据所述微电网动态模型确定频率变化时各个负荷节点的电压、注入有功功率和无功功率与正常运行下各个负荷节点电压、注入有功功率和无功功率的比值；根据所述比值确定需切除的多余负荷值，达到功率平衡。本发明中的上述方法能够实现准确快速的切除多余的负荷，达到微电网的动态平衡。
Description
技术领域
本发明涉及微电网控制领域，特别是涉及一种微电网动态功率平衡方法及系统。
背景技术
近年来，由于能源短缺和环境问题，微电网得到了快速发展。微电网可运行于并网和孤岛模式，通常微电网在并网运行模式时，负荷所需功率要比微电网中分布式电源(Distributed Generation，DG)能够提供的功率大得多。在非计划内并网切换到孤岛模式时，孤岛模式下微电网的源荷功率差额很大，导致系统电压和频率下降很多，系统不能正常运行。
为解决此问题，常规的方法是用低频减载装置进行自动切负荷以保证系统功率平衡。当大电网具有较大功率缺额时，同步发电机固有的大惯性特性使系统波动小，采用常规的方法可以切除部分负荷以保证系统功率平衡；但是，当微电网从并网模式切换到孤岛模式后，由于DG具有惯性时间常数小和转动惯量小的特点，微电网将经历较大的暂态过程，频率振荡幅度大，变化速度快，因此，常规的低频减载方法不能解决孤岛模式下的功率缺额问题。针对孤岛模式下的微电网系统，在已有研究中主要是在常规方法上进一步考虑了频率的变化速度，用切负荷的快速性来维持系统的稳定，但是，此方法只有等到系统频率下降速度趋于稳定时，才可以准确获得切负荷比例，因此，这些文献中都只是给出了大概的切负荷比例关系，并不能准确切除多余负荷，不能使微电网的频率、电压恢复到额定值附近。
在孤岛模式下，微电网的动态特性主要由DG的动态特性决定，频率的变化也会引起系统中电抗和电纳的变化。在已有研究中并没有考虑到线路中电抗值也会随频率的变化而改变。这样利用现有的方法使非计划内微电网从并网切换到孤岛的动态功率达到平衡比较困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种微电网动态功率平衡方法及系统，实现准确快速的切除多余的负荷，达到微电网的动态平衡。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种微电网动态功率平衡方法，所述方法包括：
建立分布式电源动态模型、负荷动态模型以及输电线路模型；
根据所述分布式电源动态模型、负荷动态模型以及输电线路模型构建基于导纳矩阵网络图论法的微电网系统动态模型；
根据所述微电网动态模型确定频率变化时各个负荷节点的电压、注入有功功率和无功功率与正常运行下各个负荷节点电压、注入有功功率和无功功率的比值；
根据所述比值确定需切除的多余负荷值，达到功率平衡。
可选的，所述建立分布式电源动态模型具体采用以下公式：
可选的，所述微电网系统动态模型具体包括一般支路等效模型和微电网模型。
可选的，所述一般支路等效模型具体采用以下公式：
Ub(S)＝Zb(S)Ib(S)+Zb(S)IS(S)-US(S)，其中，Ub(S)表示支路电压列向量，US(S)表示电压源电压列向量，Zb(S)表示支路阻抗矩阵；
Ib(S)＝Yb(S)Ub(S)+Yb(S)US(S)-IS(S)，其中，Ib(S)表示支路电流列向量，IS(S)表示电流源电流列向量，Yb(S)表示支路导纳矩阵；
可选的，所述微电网模型具体采用以下公式：
其中，P(S)表示动态有功功率，Q(S)表示动态无功功率，S表示拉普拉斯算子，U(S)支表示支路电压，I(S)表示支路电流，ω表示角频率。
可选的，所述根据所述微电网动态模型确定频率变化时各个负荷节点的电压、注入有功功率和无功功率与正常运行下各个负荷节点电压、注入有功功率和无功功率的比值具体采用以下公式：
其中，Ub(S)、Pb(S)以及Qb(S)分别表示频率变换到不同值时各个负荷节点的电压、注入有功功率和注入无功功率；Ub0(S)、Pb0(S)以及Qb0(S)分别表示各个负荷正常运行条件下的电压、注入有功功率和注入无功功率，U*、P*和Q*分别表示频率变化时各个负荷节点的电压、注入有功功率和无功功率与正常运行下各个负荷节点电压、注入有功功率和无功功率的比值。
可选的，所述根据所述比值确定需切除的多余负荷值具体包括：
获取微电网系统的频率和电压；
判断所述频率和所述电压是否同时满足所述频率在第一设定阈值内，所述电压在第二设定阈值内，得到判断结果；
若判断结果表示所述频率在第一设定阈值内且所述电压在第二设定阈值内，重新获取微电网系统的频率和电压；
若判断结果表示所述频率和所述电压不同时满足所述频率在第一设定阈值内，所述电压在第二设定阈值内，则经第一切负荷动作时间后通过查表进行切负荷；
在切负荷完成后延迟第二动作时间，重新获取微电网系统的频率和电压。
可选的，所述第一设定阈值为49≤f≤51，其中f表示系统的实时频率；
所述第二设定阈值为0.95U0≤U≤1.05U0，其中U表示系统的实时电压，U0表示系统的额定电压。
可选的，所述第一切负荷动作时间用Δtd表示，Δtd＝t1+t2+Δt，其中t1表示断路器动作时间，t1小于0.05秒，t2表示监测装置反应时间，t2≈0.02秒，Δt表示时间裕度，Δt＝0.03秒；
所述第二动作时间用Δty表示，Δty＝0.5秒。
本发明另外提供一种微电网动态功率平衡系统，所述系统包括：
动态模型建立模块，用于建立分布式电源动态模型、负荷动态模型以及输电线路模型；
微电网系统动态模型构建模块，用于根据所述分布式电源动态模型、负荷动态模型以及输电线路模型构建基于导纳矩阵网络图论法的微电网系统动态模型；
比值确定模块，用于根据所述微电网动态模型确定频率变化时各个负荷节点的电压、注入有功功率和无功功率与正常运行下各个负荷节点电压、注入有功功率和无功功率的比值；
负荷切除模块，用于根据所述比值确定需切除的多余负荷值，达到功率平衡。
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：
本发明中的该方法在建立微电网电力元件动态模型的基础上，构建基于导纳矩阵网络图论法的微电网系统动态模型，并在此基础上找到节点电压与有功和无功的确定关系，从而在功率缺额很大的情况下可以通过电压的下降值，确定出有功和无功的缺额值，并应用到切负荷策略中，实现动态功率平衡。
另外，相较于传统切负荷方法，本发明中电压下降是近似跳变的，而传统切负荷策略中频率是由时间波动的，从而利用电压与有功和无功的关系进行查表切负荷更有效，更快速，避免由于时间问题导致的系统失稳。
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为本发明实施例微电网动态功率平衡方法流程图；
图2为本发明实施例负荷动态模型示意图；
图3为本发明实施例逆变器下垂控制框图；
图4为本发明实施例一般支路数学模型图；
图5为本发明实施例负荷支路电压与有功功率和无功功率的关系流程图；
图6为本发明实施例切负荷原理图；
图7为本发明实施例某地区微电网电路图；
图8为本发明实施例某地区10kV微电网拓扑图；
图9为本发明实施例微电网动态功率平衡系统结构示意图。
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微电网动态功率平衡方法及系统，实现准确快速的切除多余的负荷，达到微电网的动态平衡。
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。
图1为本发明实施例微电网动态功率平衡方法流程图，如图1所示，所述方法包括：
步骤101：建立分布式电源动态模型、负荷动态模型以及输电线路模型；
步骤102：根据所述分布式电源动态模型、负荷动态模型以及输电线路模型构建基于导纳矩阵网络图论法的微电网系统动态模型；
步骤103：根据所述微电网动态模型确定频率变化时各个负荷节点的电压、注入有功功率和无功功率与正常运行下各个负荷节点电压、注入有功功率和无功功率的比值；
步骤104：根据所述比值确定需切除的多余负荷值，达到功率平衡。
具体的，步骤101中，关于负荷动态模型的建立：如图2所示，图2为本发明实施例负荷动态模型示意图，一个正常运行的电力系统是由多种多样的电力设备组成的，电力系统正常运行中负荷并不是固定不变的，是在正常波动范围内随机波动的，并且不同的负荷类型在电力系统中负荷等效电路图中表示不同，但是，在实际电力系统中负荷总是吸收有功功率和感性无功功率的，因此，负荷电路等效模型可用电阻与电感并联来表示负荷实际消耗的有功功率和感性无功功率。为考虑频率特性对负荷模型的影响，负荷模型中的电抗随频率的变化而变化。
关于输电线路模型的建立：微电网系统的线路用等效电阻与电感的串联等效，同样，在电抗表示中考虑频率特性的影响，把电抗用随频率变化的电感表示，在时域下线路为R+jωL，通过拉普拉斯变换变化到频率为R+SL。
关于分布式电源动态模型的建立：
如图3所示，图3为本发明实施例逆变器下垂控制框图，由图3可知逆变器为下垂控制模式，逆变器输出有功功率主要与系统频率变化有关，无功功率主要与系统电压波动有关，其具体关系为：
其中，Sn为逆变器的容量，U0为额定电压，ω0为额定角频率，kp为有功功率的下垂系数，kq为无功功率的下垂系数。需要说明的是，下垂控制系数kp和kq取决于逆变器的容量Sn，不同容量的逆变器其下垂系数不同，通常下垂系数kp和kq设定值在0.5％-3％。
式(1)和式(2)中的有功功率P和无功功率Q是低通滤波器通过测量瞬时值Pm和Qm得到的，可表示为：
其中，S为拉普拉斯算子，τ＝ωc -1为逆变器滤波时间。ωc为滤波常数，一般取为31.4rad/s。
由式(1)至式(4)可知，分布式电源动态模型为：
具体的，步骤102中，所述微电网系统动态模型具体包括一般支路等效模型和微电网模型。
微电网中一般支路等效模型：
图4为本发明实施例一般支路数学模型图，微电网中的DG，负荷以及线路都可以当作一个一般支路进行处理，微电网系统中任一条支路可等效为图4中所示一般支路。
由图4可知，根据基尔霍夫定律和欧姆定律可得：
Ik＝Ibk+Isk (6)
Uk＝Ubk+Usk (7)
Uk＝ZkIk (8)
Ik＝YkUk (9)
将式(6)至式(9)联立，可求出该支路的时域电压电流关系，
Ubk＝ZkIbk+ZkIsk-Usk (10)
Ibk＝YkUbk+YkUsk-Isk (11)
将式(10)和式(11)表示的微电网中各支路的时域电压电流关系通过拉普拉斯变换求出在频域下的电压电流关系，
Ubk(S)＝Zk(S)Ibk(S)+Zk(S)Isk(S)-Usk(S) (12)
Ibk(S)＝Yk(S)Ubk(S)+Yk(S)Usk(S)-Isk(S) (13)
式中，Ubk(S)为第k条支路的支路电压，Ibk(S)为第k条支路的支路电流，Usk(S)为图G中第k条支路串联的等效电压源，Isk(S)为第k条支路并联的等效电流源，Zk(S)为第k条支路的电阻，Yk(S)为第k条支路的导纳。
则对于整个微电网系统中，各支路电压电流关系的数学模型可表示为：
Ub(S)＝Zb(S)Ib(S)+Zb(S)IS(S)-US(S)(14)，其中，Ub(S)表示支路电压列向量，US(S)表示电压源电压列向量，Zb(S)表示支路阻抗矩阵；
Ib(S)＝Yb(S)Ub(S)+Yb(S)US(S)-IS(S)(15)，其中，Ib(S)表示支路电流列向量，IS(S)表示电流源电流列向量，Yb(S)表示支路导纳矩阵。
微电网模型的建立：
任何一个正常运行的微电网都可看成由点和线段构成的网络图，其中把负荷、分布式电源和线路当作线段，把它们之间的连接点看作节点，并把每条线段看成一条一般支路进行分析。
根据一般支路的基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律可知：
A·Ib＝0 (16)
Bf·Ub＝0 (17)
其中A、Bf分别为系统结构的关联矩阵和基本回路矩阵，将式(15)、式(16)联立可求得:
A·Yb(S)·Ub(S)＝A·Is(S)-A·Yb(S)·Us(S) (18)
再把求得的支路电压方程式(19)回代入式(15)中可求得每条支路的复频域电流Ib(S)。
每条支路输出的有功功率P和无功功率Q都与支路节点的电压U和电流I有关，可表示为：
P＝UI cosθ＝UI cos(ωt) (20)
Q＝UI sinθ＝UI sin(ωt) (21)
在复频域下，微电网系统负荷支路的动态功率有：
其中，P(S)表示动态有功功率，Q(S)表示动态无功功率，S表示拉普拉斯算子，U(S)支表示支路电压，I(S)表示支路电流，ω表示角频率。
由式(22)和式(23)联立可求得拉普拉斯算子S的值为：
式(24)可知拉普拉斯算子S与系统的频率f有关，因此当系统频率f变化时，拉普拉斯算子S也会变化，使系统的有功和无功功率相继发生变化。
具体的，步骤103中，微电网从并网模式切换到孤岛模式后，由于系统功率缺额很大，系统的频率和电压都会下降。但是，频率下降是一个暂态过程，频率需要经过一定的时间过程才能近似达到稳定值；然而，在切换瞬间，电压是近似跳变的，电压可以瞬间跌落到稳定值附近。为了快速，准确的切除多余负荷，考虑电压下降与有功和无功功率的关系比频率下降与有功和无功功率的关系更容易，更准确。
由于基于导纳矩阵的网络图论法可以求出各个负荷支路有功功率和无功功率与节点电压的数量关系，当改变频率f时，U*、P*、Q*也会相应变化。本发明中用f的增加来模拟负荷侧功率需求增加引起的节点电压U下降的现象，并根据新的节点电压U求出电压改变后系统达到平衡所需功率。以此可以得到U*变化引起P*、Q*变化的具体值，把不同U*下对应的P*、Q*储存起来。如图5所示，图5为本发明实施例负荷支路电压与有功功率和无功功率的关系流程图，根据图5可得到各个负荷节点的电压、注入有功功率和无功功率与正常运行下各个负荷节点电压、注入有功功率和无功功率的比值：
其中，Ub(S)、Pb(S)以及Qb(S)分别表示频率变换到不同值时各个负荷节点的电压、注入有功功率和注入无功功率；Ub0(S)、Pb0(S)以及Qb0(S)分别表示各个负荷正常运行条件下的电压、注入有功功率和注入无功功率，U*、P*和Q*分别表示频率变化时各个负荷节点的电压、注入有功功率和无功功率与正常运行下各个负荷节点电压、注入有功功率和无功功率的比值(图5中Ub *、Pb *以及Qb *中的下角标b表示第b条支路)。
具体的，步骤104中，所述根据所述比值确定需切除的多余负荷值具体包括：
获取微电网系统的频率和电压；
判断所述频率和所述电压是否同时满足所述频率在第一设定阈值内，所述电压在第二设定阈值内，得到判断结果；
若判断结果表示所述频率在第一设定阈值内且所述电压在第二设定阈值内，重新获取微电网系统的频率和电压；
若判断结果表示所述频率和所述电压不同时满足所述频率在第一设定阈值内，所述电压在第二设定阈值内，则经第一切负荷动作时间后通过查表进行切负荷；
在切负荷完成后延迟第二动作时间，重新获取微电网系统的频率和电压。
具体的，
所述第一设定阈值为49≤f≤51，其中f表示系统的实时频率；
所述第二设定阈值为0.95U0≤U≤1.05U0，其中U表示系统的实时电压，U0表示系统的额定电压。
所述第一切负荷动作时间用Δtd表示，Δtd＝t1+t2+Δt，其中t1表示断路器动作时间，t1小于0.05秒，t2表示监测装置反应时间，t2≈0.02秒，Δt表示时间裕度，Δt＝0.03秒；
所述第二动作时间用Δty表示，Δty＝0.5秒。
当从并网模式切换到孤岛模式后，系统功率出现缺额时，实时监测装置会监测到电压和频率下降，当电压或频率超出其设定范围时，可查出电压值U*对应的P*和Q*，可进一步求出需要切除的多余负荷。图6为本发明实施例切负荷原理图，由图6可知，当系统频率f和电压U同时满足要求时，系统功率不平衡，经过Δtd的切负荷动作时间后开始进行切负荷，为了进一步考虑切负荷过程中引起的系统波动，需要在每次切完负荷后延迟Δty再返回实时监测装置；当U、f同时满足要求则返回实时监测装置。
其中Δtd为每次允许切负荷的动作时间，主要考虑了断路器的动作时间和实时监测装置的时间以及为了保证可靠切负荷给定了时间裕度；Δty为考虑切负荷引起波动时给定的延迟时间0.5s然后进行再判断。
Δtd＝t1+t2+Δt (25)
其中，Δtd为每次允许切负荷的动作时间，t1为断路器动作时间，小于0.05s；t2为监测装置反应时间约为0.02s；Δt为时间裕度，设为0.03s。考虑时间裕度的目的是保证断路器在每次切负荷期间都能在规定时间内完全断开。
对于上述方法，用仿真工具对算例进行仿真分析
确定算例及网络拓扑图；
图7为本发明实施例某地区微电网电路图，图8为本发明实施例某地区10kV微电网拓扑图；如图7和图8所示，其中负荷1、负荷2和负荷3分别为相邻区域内负荷特性相近的等效负荷模型，且负荷1、负荷2、负荷3的规模分别为：15MVA、12MVA、10MVA，不同负荷区域功率因数分别取为0.95、0.9、0.85；DG1规模为9MW、4MVar，DG2规模为10MW、5MVar；线路参数用电阻和电感表示分别为0.08229Ω，0.13289mH、0.043945Ω，0.16833mH、0.039035Ω，0.06304mH、0.07191Ω，0.27545mH；
由图8可知其关联矩阵A和回路矩阵Bf分别为：
设系统在0-1s时微电网处于并网状态，在1s时，断开PCC，从并网到孤岛转换瞬间，电压和频率急剧下降，这时针对三种方案进行对比分析，其中方案1从并网切换到孤岛后不采取任何措施；方案2采用传统的低频减载策略进行切负荷；方案3采用本文提出的基于导纳矩阵的网络图论法进行切负荷。
采用仿真软件对算例进行仿真分析
通过基于导纳矩阵网络图论法对微电网模型进行编程，改变不同频率值找到不同电压值对应的节点有功和无功值，然后建立微电网仿真模型，进行算例仿真，根据电压下降值查找应该切除功率的差额进行切负荷，从仿真结果直接判断系统电压和频率很快恢复到正常值，即动态功率达到平衡；另外对三种方案进行对比分析，证实无论在速度、有效和准确方面都优于另外两种方案。
图9为本发明实施例微电网动态功率平衡系统结构示意图，所述系统包括：
动态模型建立模块201，用于建立分布式电源动态模型、负荷动态模型以及输电线路模型；
微电网系统动态模型构建模块202，用于根据所述分布式电源动态模型、负荷动态模型以及输电线路模型构建基于导纳矩阵网络图论法的微电网系统动态模型；
比值确定模块203，用于根据所述微电网动态模型确定频率变化时各个负荷节点的电压、注入有功功率和无功功率与正常运行下各个负荷节点电压、注入有功功率和无功功率的比值；
负荷切除模块204，用于根据所述比值确定需切除的多余负荷值，达到功率平衡。
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。
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)
1.一种微电网动态功率平衡方法，其特征在于，所述方法包括：
建立分布式电源动态模型、负荷动态模型以及输电线路模型；
根据所述分布式电源动态模型、负荷动态模型以及输电线路模型构建基于导纳矩阵网络图论法的微电网系统动态模型；具体的，根据基尔霍夫定律和欧姆定律可得：
Ik＝Ibk+Isk (6)
Uk＝Ubk+Usk (7)
Uk＝ZkIk (8)
Ik＝YkUk (9)
将式(6)至式(9)联立，可求出该支路的时域电压电流关系，
Ubk＝ZkIbk+ZkIsk-Usk (10)
Ibk＝YkUbk+YkUsk-Isk (11)
式中，Ik为流经支路电阻的电流，Ibk为流经第k条支路的支路电流，Isk为流经等效电流源的电流，Uk为支路电阻的电压，Ubk为支路电压，Usk为等效电压源的电压，Zk为支路电阻，Yk为支路导纳；
将式(10)和式(11)表示的微电网中各支路的时域电压电流关系通过拉普拉斯变换求出在频域下的电压电流关系，
Ubk(S)＝Zk(S)Ibk(S)+Zk(S)Isk(S)-Usk(S) (12)
Ibk(S)＝Yk(S)Ubk(S)+Yk(S)Usk(S)-Isk(S) (13)
式中，Ubk(S)为第k条支路的支路电压，Ibk(S)为第k条支路的支路电流，Usk(S)为第k条支路串联的等效电压源，Isk(S)为第k条支路并联的等效电流源，Zk(S)为第k条支路的电阻，Yk(S)为第k条支路的导纳；
则对于整个微电网系统中，各支路电压电流关系的数学模型可表示为：
Ub(S)＝Zb(S)Ib(S)+Zb(S)IS(S)-US(S)(14)，其中，Ub(S)表示支路电压列向量，US(S)表示电压源电压列向量，Zb(S)表示支路阻抗矩阵；
Ib(S)＝Yb(S)Ub(S)+Yb(S)US(S)-IS(S)(15)，其中，Ib(S)表示支路电流列向量，IS(S)表示电流源电流列向量，Yb(S)表示支路导纳矩阵；
微电网模型的建立：
任何一个正常运行的微电网都可看成由点和线段构成的网络图，其中把负荷、分布式电源和线路当作线段，把它们之间的连接点看作节点，并把每条线段看成一条一般支路进行分析；
根据一般支路的基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律可知：
A·Ib＝0 (16)
Bf·Ub＝0 (17)
其中A、Bf分别为系统结构的关联矩阵和基本回路矩阵，将式(15)、式(16)联立可求得:
A·Yb(S)·Ub(S)＝A·Is(S)-A·Yb(S)·Us(S) (18)
再把求得的支路电压方程式(19)回代入式(15)中可求得每条支路的复频域电流Ib(S)；
每条支路输出的有功功率P和无功功率Q都与支路节点的电压U和电流I有关，可表示为：
P＝UIcosθ＝UIcos(ωt) (20)
Q＝UIsinθ＝UIsin(ωt) (21)
在复频域下，微电网系统负荷支路的动态功率有：
其中，P(S)表示动态有功功率，Q(S)表示动态无功功率，S表示拉普拉斯算子，U(S)支表示支路电压，I(S)表示支路电流，ω表示角频率；
由式(22)和式(23)联立可求得拉普拉斯算子S的值为：
式(24)可知拉普拉斯算子S与系统的频率f有关，因此当系统频率f变化时，拉普拉斯算子S也会变化，使系统的有功和无功功率相继发生变化；
根据所述微电网动态模型确定频率变化时各个负荷节点的电压、注入有功功率和无功功率与正常运行下各个负荷节点电压、注入有功功率和无功功率的比值；
根据所述比值确定需切除的多余负荷值，达到功率平衡。
2.根据权利要求1所述的微电网动态功率平衡方法，其特征在于，所述建立分布式电源动态模型具体采用以下公式：
3.根据权利要求1所述的微电网动态功率平衡方法，其特征在于，所述微电网系统动态模型具体包括一般支路等效模型和微电网模型。
4.根据权利要求3所述的微电网动态功率平衡方法，其特征在于，所述一般支路等效模型具体采用以下公式：
Ub(S)＝Zb(S)Ib(S)+Zb(S)IS(S)-US(S)，其中，Ub(S)表示支路电压列向量，US(S)表示电压源电压列向量，Zb(S)表示支路阻抗矩阵；
Ib(S)＝Yb(S)Ub(S)+Yb(S)US(S)-IS(S)，其中，Ib(S)表示支路电流列向量，IS(S)表示电流源电流列向量，Yb(S)表示支路导纳矩阵。
5.根据权利要求3所述的微电网动态功率平衡方法，其特征在于，所述微电网模型具体采用以下公式：
其中，P(S)表示动态有功功率，Q(S)表示动态无功功率，S表示拉普拉斯算子，U(S)支表示支路电压，I(S)表示支路电流，ω表示角频率。
6.根据权利要求1所述的微电网动态功率平衡方法，其特征在于，所述根据所述微电网动态模型确定频率变化时各个负荷节点的电压、注入有功功率和无功功率与正常运行下各个负荷节点电压、注入有功功率和无功功率的比值具体采用以下公式：
其中，Ub(S)、Pb(S)以及Qb(S)分别表示频率变换到不同值时各个负荷节点的电压、注入有功功率和注入无功功率；Ub0(S)、Pb0(S)以及Qb0(S)分别表示各个负荷正常运行条件下的电压、注入有功功率和注入无功功率，U*、P*和Q*分别表示频率变化时各个负荷节点的电压、注入有功功率和无功功率与正常运行下各个负荷节点电压、注入有功功率和无功功率的比值。
7.根据权利要求1所述的微电网动态功率平衡方法，其特征在于，所述根据所述比值确定需切除的多余负荷值具体包括：
获取微电网系统的频率和电压；
判断所述频率和所述电压是否同时满足所述频率在第一设定阈值内，所述电压在第二设定阈值内，得到判断结果；
若判断结果表示所述频率在第一设定阈值内且所述电压在第二设定阈值内，重新获取微电网系统的频率和电压；
若判断结果表示所述频率和所述电压不同时满足所述频率在第一设定阈值内，所述电压在第二设定阈值内，则经第一切负荷动作时间后通过查表进行切负荷；
在切负荷完成后延迟第二动作时间，重新获取微电网系统的频率和电压。
8.根据权利要求7所述的微电网动态功率平衡方法，其特征在于，所述第一设定阈值为49≤f≤51，其中f表示系统的实时频率；
所述第二设定阈值为0.95U0≤U≤1.05U0，其中U表示系统的实时电压，U0表示系统的额定电压。
9.根据权利要求7所述的微电网动态功率平衡方法，其特征在于，所述第一切负荷动作时间用Δtd表示，Δtd＝t1+t2+Δt，其中t1表示断路器动作时间，t1小于0.05秒，t2表示监测装置反应时间，t2≈0.02秒，Δt表示时间裕度，Δt＝0.03秒；
所述第二动作时间用Δty表示，Δty＝0.5秒。
10.一种微电网动态功率平衡系统，所述系统包括：
动态模型建立模块，用于建立分布式电源动态模型、负荷动态模型以及输电线路模型；
微电网系统动态模型构建模块，用于根据所述分布式电源动态模型、负荷动态模型以及输电线路模型构建基于导纳矩阵网络图论法的微电网系统动态模型；具体的，根据基尔霍夫定律和欧姆定律可得：
Ik＝Ibk+Isk (6)
Uk＝Ubk+Usk (7)
Uk＝ZkIk (8)
Ik＝YkUk (9)
将式(6)至式(9)联立，可求出该支路的时域电压电流关系，
Ubk＝ZkIbk+ZkIsk-Usk (10)
Ibk＝YkUbk+YkUsk-Isk (11)
式中，Ik为流经支路电阻的电流，Ibk为流经第k条支路的支路电流，Isk为流经等效电流源的电流，Uk为支路电阻的电压，Ubk为支路电压，Usk为等效电压源的电压，Zk为支路电阻，Yk为支路导纳；
将式(10)和式(11)表示的微电网中各支路的时域电压电流关系通过拉普拉斯变换求出在频域下的电压电流关系，
Ubk(S)＝Zk(S)Ibk(S)+Zk(S)Isk(S)-Usk(S) (12)
Ibk(S)＝Yk(S)Ubk(S)+Yk(S)Usk(S)-Isk(S) (13)
式中，Ubk(S)为第k条支路的支路电压，Ibk(S)为第k条支路的支路电流，Usk(S)为第k条支路串联的等效电压源，Isk(S)为第k条支路并联的等效电流源，Zk(S)为第k条支路的电阻，Yk(S)为第k条支路的导纳；
则对于整个微电网系统中，各支路电压电流关系的数学模型可表示为：
Ub(S)＝Zb(S)Ib(S)+Zb(S)IS(S)-US(S)(14)，其中，Ub(S)表示支路电压列向量，US(S)表示电压源电压列向量，Zb(S)表示支路阻抗矩阵；
Ib(S)＝Yb(S)Ub(S)+Yb(S)US(S)-IS(S)(15)，其中，Ib(S)表示支路电流列向量，IS(S)表示电流源电流列向量，Yb(S)表示支路导纳矩阵；
微电网模型的建立：
任何一个正常运行的微电网都可看成由点和线段构成的网络图，其中把负荷、分布式电源和线路当作线段，把它们之间的连接点看作节点，并把每条线段看成一条一般支路进行分析；
根据一般支路的基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律可知：
A·Ib＝0 (16)
Bf·Ub＝0 (17)
其中A、Bf分别为系统结构的关联矩阵和基本回路矩阵，将式(15)、式(16)联立可求得:
A·Yb(S)·Ub(S)＝A·Is(S)-A·Yb(S)·Us(S) (18)
再把求得的支路电压方程式(19)回代入式(15)中可求得每条支路的复频域电流Ib(S)；
每条支路输出的有功功率P和无功功率Q都与支路节点的电压U和电流I有关，可表示为：
P＝UIcosθ＝UIcos(ωt) (20)
Q＝UIsinθ＝UIsin(ωt) (21)
在复频域下，微电网系统负荷支路的动态功率有：
其中，P(S)表示动态有功功率，Q(S)表示动态无功功率，S表示拉普拉斯算子，U(S)支表示支路电压，I(S)表示支路电流，ω表示角频率；
由式(22)和式(23)联立可求得拉普拉斯算子S的值为：
式(24)可知拉普拉斯算子S与系统的频率f有关，因此当系统频率f变化时，拉普拉斯算子S也会变化，使系统的有功和无功功率相继发生变化；
比值确定模块，用于根据所述微电网动态模型确定频率变化时各个负荷节点的电压、注入有功功率和无功功率与正常运行下各个负荷节点电压、注入有功功率和无功功率的比值；
负荷切除模块，用于根据所述比值确定需切除的多余负荷值，达到功率平衡。
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