CN110932314A - 微电网电压一致性控制方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微电网电压一致性控制方法、装置，所述方法包括：根据所述微电网中的各个分布式电源的电能产生、蓄能特性，确定各个分布式电源对应的电压输出模型；根据各个分布式电源对应的电压输出模型，在分布式电源之间交换电压输出信息；基于各个电压输出信息对预先获取到的微电网的所述基准电压进行迭代收敛，确定全局一致性电压；将所述全局一致性电压加载在并网逆变器输入端。采用上述方案，可以实现无干扰的电压信息快速交换，和电源的即插即用。并且，在微电网系统中实时更新应用一致性电压，可以保证微电网的运行安全。

Description

微电网电压一致性控制方法、装置

技术领域

本发明涉及电力控制领域，尤其涉及微电网电压一致性控制方法、装置。

背景技术

随着社会的发展，可再生能源作为重要的能源来源，如今可再生能源作为电能来源的微电网供电系统已经是人们生活中重要的供电来源之一。

现有技术中，由于微电网中包括多个分布式电源，每个电源的电压不一致，导致整个微电网系统不稳定，无法实现电源的即插即用，且当其中某个分布式电源因为意外发生故障时，整个系统会产生波动，影响微电网的运行安全。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种微电网电压一致性控制方法、装置。

技术方案：本发明实施例中提供一种微电网电压一致性控制方法，包括：根据所述微电网中的各个分布式电源的电能产生、蓄能特性确定各个分布式电源对应的电压输出模型；获取所述微电网中的基准电压；根据各个分布式电源对应的电压输出模型，在分布式电源之间交换电压输出信息；基于各个电压输出信息对预先获取到的微电网的所述基准电压进行迭代收敛，确定全局一致性电压；将所述全局一致性电压加载在并网逆变器输入端。

具体的，根据分布式光伏电源的电能产生特性，采用尖峰光伏电池工作小时数以及相应的电能转化率，计算分布式光伏电源随时间变化下相应的电压输出值变化。

具体的，根据分布式风力电源的电能产生特性，采用模拟风能变化规律以及相应的电能转化率，计算分布式风力电源随时间变化下相应的电压输出值变化。

具体的，根据分布式蓄电电源的电能蓄能特性，根据铿离子蓄电池放电深度与蓄电池循环次数之间的关系，计算分布式蓄电电源随时间变化下相应的电压输出值变化。

具体的，所述微电网中的基准电压，指所述微电网中的母线上的初始电压。

具体的，采用以下公式对各个分布式电源的电压输出信息进行迭代收敛：

其中，k表示迭代次数，x_i ^k(k＝0时)表示所述基准电压，x_j ^k(k＝0时)表示分布式电源j的电压输出信息，x_j ^k(k>0时)表示分布式电源j在k次迭代下的电压输出信息，a_ij表示分布式电源i与分布式电源j之间的权重，n表示分布式电源的数量；x_i ^k+1表示输出；

采用以上公式对各个分布式电源i分别进行迭代，在多次迭代次数之后，各个分布式电源i所对应的输出x_i ^k+1均趋于收敛于特定数值，将所述特定数值作为所述全局一致性电压。

本发明实施例中还提供一种微电网电压一致性控制装置，包括：输出确定单元，交换单元，迭代收敛单元和应用单元，其中：所述输出确定单元，用于根据所述微电网中的各个分布式电源的电能产生、蓄能特性，确定各个分布式电源对应的电压输出模型；所述获取单元，用于获取所述微电网中的基准电压；所述交换单元，用于根据各个分布式电源对应的电压输出模型，在分布式电源之间交换电压输出信息；所述迭代收敛单元，用于基于各个电压输出信息对预先获取到的微电网的所述基准电压进行迭代收敛，确定全局一致性电压；所述应用单元，用于将所述全局一致性电压加载在并网逆变器输入端。

具体的，所述输出确定单元，还用于根据分布式光伏电源的电能产生特性，采用尖峰光伏电池工作小时数以及相应的电能转化率，计算分布式光伏电源随时间变化下相应的电压输出值变化。

具体的，所述输出确定单元，还用于根据分布式风力电源的电能产生特性，采用模拟风能变化规律以及相应的电能转化率，计算分布式风力电源随时间变化下相应的电压输出值变化。

具体的，所述迭代收敛单元，还用于采用以下公式对各个分布式电源的电压输出信息进行迭代收敛：

其中，k表示迭代次数，x_i ^k(k＝0时)表示所述基准电压，x_j ^k(k＝0时)表示分布式电源j的电压输出信息，x_j ^k(k>0时)表示分布式电源j在k次迭代下的电压输出信息，a_ij表示分布式电源i与分布式电源j之间的权重，n表示分布式电源的数量；x_i ^k+1表示输出；采用以上公式对各个分布式电源i分别进行迭代，在多次迭代次数之后，各个分布式电源i所对应的输出x_i ^k+1均趋于收敛于特定数值，将所述特定数值作为所述全局一致性电压。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：各个分布式电源可以不依赖于分布式电源的功率流来获取本地电压信息并进行处理，可以实现无干扰的电压信息快速交换，和电源的即插即用。并且，在微电网系统中实时更新应用一致性电压，可以保证微电网的运行安全。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的微电网电压一致性控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中提供的微电网的结构示意图；

图3为本发明实施例中提供的微电网电压一致性控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

参阅图1，其为本发明实施例中提供的微电网电压一致性控制方法的流程示意图，其中包括具体步骤，以下结合具体步骤进行详细说明。

步骤S101，根据所述微电网中的各个分布式电源的电能产生、蓄能特性，确定各个分布式电源对应的电压输出模型。

在具体实施中，微电网中的各个分布式电源属于利用可再生能源的电能产生、蓄能装置。可再生能源具有一定的规律性和周期性，例如风能光能等，随着地区和时间的变化，风力和光照的强度也随之变化。因此，分布式电源产生的电压也会相应的发生变化。可以根据变化的周期、规律，确定各个分布式电源的电压输出模型，以确定各个分布式电源在不同的时间段所产生的电压值的数值。

本发明实施例中，根据分布式光伏电源的电能产生特性，采用尖峰光伏电池工作小时数以及相应的电能转化率，计算分布式光伏电源随时间变化下的电压输出值。

在具体实施中，光伏电能的产生和光照的强度具有很强的联系。因此，通过尖峰光伏电池工作小时数(Peak PV Hour)可以确定各个分布式光伏电源可以有效产生电能的工作时间段，再基于各个分布式光伏电源的光照电能转化率，即可确定各个分布式光伏电源的电压输出模型，即随时间变化下相应的电压输出值变化。

本发明实施例中，根据分布式风力电源的电能产生特性，采用模拟风能变化规律以及相应的电能转化率，计算分布式风力电源随时间变化下相应的电压输出值变化。

在具体实施中，风力电能的产生和风力的强度具有很强的联系。因此，可以模拟分布式风力电源所在位置的风力强度变化规律确定在各个时间段下的风力强度，具体可以采用韦伯分布(Weibull distribution)进行模拟，再基于各个分布式风力电源的风能电能转化率，即可确定各个分布式风力电源的电压输出模型，即随时间变化下相应的电压输出值变化。

本发明实施例中，根据分布式蓄电电源的电能蓄能特性，根据铿离子蓄电池放电深度与蓄电池最大循环次数之间的关系，计算分布式蓄电电源随时间变化下相应的电压输出值变化。

在具体实施中，分布式光伏电源和分布式风力电源可以将电能存储在分布式蓄电电源中，而蓄电池在实际运行中放电深度是不固定的。因此，根据分布式蓄电电源的放电输出的循环次数，和采用铿离子蓄电池的分布式蓄电电源的放电深度之间的关系，即可确定各个分布式蓄电电源的电压输出模型，即随时间变化下相应的电压输出值变化。

在具体实施中，获取微电网中的基准电压，以作为获取一致性电压的基础。

本发明实施例中，所述微电网中的基准电压，指所述微电网中的母线上的初始电压。

步骤S102，根据各个分布式电源对应的电压输出模型，在各个分布式电源之间交换电压输出信息。

在具体实施中，由于已经确定了各个分布式电源的电压输出模型，因此，各个分布式电源的电压输出信息可以基于电压输出模型确定，各个分布式电源可以不依赖于分布式电源的功率流来获取本地电压信息并进行处理，可以实现无干扰的电压信息快速交换，快速的实现微电网电压一致性的控制，达到电源的即插即用。

在具体实施中，在分布式电源之间可以实时交换电压输出信息，统一确定各个分布式电源的电压输出信息，包括电压输出值，即可以确定各个分布式电源之间的权重，相应的计算全局一致性电压。

步骤S103，基于各个电压输出信息对预先获取到的微电网的所述基准电压进行迭代收敛，确定全局一致性电压。

在具体实施中，在集中获取了分布式电源的电压输出信息后，可以对基准电压进行不断的平衡和更新，直到获得一个收敛值，将该收敛值作为全局一致性电压。

在具体实施中，由于电压输出信息的交换是实时进行的，因此迭代收敛也可以根据电压输出信息的变化相应的实时发生变化，实现不断更新全局一致性电压。进一步提升微电网系统运行的稳定性和安全性。

本发明实施例中，采用以下公式对各个分布式电源的电压输出信息进行迭代收敛：

其中，k表示迭代次数，x_i ^k(k＝0时)表示所述基准电压，x_j ^k(k＝0时)表示分布式电源j的电压输出信息，x_j ^k(k>0时)表示分布式电源j在k次迭代下的电压输出信息，a_ij表示分布式电源i与分布式电源j之间的权重，n表示分布式电源的数量；x_i ^k+1表示输出；

采用以上公式对各个分布式电源i分别进行迭代，在多次迭代次数之后，各个分布式电源i所对应的输出x_i ^k+1均趋于收敛于特定数值，将所述特定数值作为所述全局一致性电压。

在具体实施中，迭代次数根据实际迭代后可以确定收敛于特定数值时确定。a_ij分布式电源i与分布式电源j之间的权重可以根据实际的应用场景进行相应的确定。例如，可以取相邻的分布式电源之间的权重为1，不相邻的分布式电源之间的权重为0。

在具体实施中，根据电压输出信息的变化收敛于的特定数值也相应的实时发生变化，可以实现不断更新全局一致性电压。进一步提升微电网系统运行的稳定性和安全性。

步骤S104，将所述全局一致性电压加载在并网逆变器输入端。

参阅图2，其为本发明实施例中提供的微电网的结构示意图。

在具体实施中，通过在并网逆变器的输入端加载全局一致性电压，可以保证整个微电网系统对负载侧的电压输出的稳定的，可以克服现有技术中的微电网系统集中性控制和下垂控制不足的问题。实现电源的即插即用。并且，在微电网系统中实时更新应用一致性电压，可以保证微电网的运行安全。

参阅图3，其为本发明实施例中提供的微电网电压一致性控制装置30的结构示意图，具体包括：输出确定单元301，交换单元302，迭代收敛单元303和应用单元304，其中：所述输出确定单元301，用于根据所述微电网中的各个分布式电源的电能产生、蓄能特性，确定各个分布式电源对应的电压输出模型；所述交换单元302，用于根据各个分布式电源对应的电压输出模型，在分布式电源之间交换电压输出信息；所述迭代收敛单元303，用于基于各个电压输出信息对预先获取到的微电网的所述基准电压进行迭代收敛，确定全局一致性电压；所述应用单元304，用于将所述全局一致性电压加载在并网逆变器输入端。

本发明实施例中，所述输出确定单元301，还用于根据分布式光伏电源的电能产生特性，采用尖峰光伏电池工作小时数以及相应的电能转化率，计算分布式光伏电源随时间变化下相应的电压输出值变化。

本发明实施例中，所述输出确定单元301，还用于根据分布式风力电源的电能产生特性，采用模拟风能变化规律以及相应的电能转化率，计算分布式风力电源随时间变化下相应的电压输出值变化。

本发明实施例中，所述输出确定单元301，还用于根据分布式蓄电电源的电能蓄能特性，根据铿离子蓄电池放电深度与蓄电池循环次数之间的关系，计算分布式蓄电电源随时间变化下相应的电压输出值变化。

本发明实施例中，所述微电网中的基准电压，指所述微电网中的母线上的初始电压。

本发明实施例中，所述迭代收敛单元303，还用于采用以下公式对各个分布式电源的电压输出信息进行迭代收敛：

其中，k表示迭代次数，x_i ^k(k＝0时)表示所述基准电压，x_j ^k(k＝0时)表示分布式电源j的电压输出信息，x_j ^k(k>0时)表示分布式电源j在k次迭代下的电压输出信息，a_ij表示分布式电源i与分布式电源j之间的权重，n表示分布式电源的数量；x_i ^k+1表示输出；采用以上公式对各个分布式电源i分别进行迭代，在多次迭代次数之后，各个分布式电源i所对应的输出x_i ^k+1均趋于收敛于特定数值，将所述特定数值作为所述全局一致性电压。

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：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微电网电压一致性控制方法，其特征在于，包括：

根据所述微电网中的各个分布式电源的电能产生、蓄能特性，确定各个分布式电源对应的电压输出模型；

根据各个分布式电源对应的电压输出模型，在分布式电源之间交换电压输出信息；

基于各个电压输出信息对预先获取到的微电网的基准电压进行迭代收敛，确定全局一致性电压；

将所述全局一致性电压加载在并网逆变器输入端。

2.根据权利要求1所述的微电网电压一致性控制方法，其特征在于，所述根据所述微电网中的各个分布式电源的电能产生特性，确定各个分布式电源对应的电压输出模型，包括：

根据分布式光伏电源的电能产生特性，采用尖峰光伏电池工作小时数以及相应的电能转化率，计算分布式光伏电源随时间变化下相应的电压输出值变化。

3.根据权利要求1所述的微电网电压一致性控制方法，其特征在于，所述根据所述微电网中的各个分布式电源的电能产生特性，确定各个分布式电源对应的电压输出模型，包括：

根据分布式风力电源的电能产生特性，采用模拟风能变化规律以及相应的电能转化率，计算分布式风力电源随时间变化下相应的电压输出值变化。

4.根据权利要求1所述的微电网电压一致性控制方法，其特征在于，所述根据所述微电网中的各个分布式电源的蓄能特性，确定各个分布式电源对应的电压输出模型，包括：

根据分布式蓄电电源的电能蓄能特性，根据铿离子蓄电池放电深度与蓄电池循环次数之间的关系，计算分布式蓄电电源随时间变化下相应的电压输出值变化。

5.根据权利要求1所述的微电网电压一致性控制方法，其特征在于，所述微电网中的基准电压，指所述微电网中的母线上的初始电压。

6.根据权利要求1所述的微电网电压一致性控制方法，其特征在于，所述基于各个电压输出信息对预先获取到的微电网的基准电压进行迭代收敛，确定全局一致性电压，包括：

采用以下公式对各个分布式电源的电压输出信息进行迭代收敛：

其中，k表示迭代次数，x_i ^k(k＝0时)表示所述基准电压，x_j ^k(k＝0时)表示分布式电源j的电压输出信息，x_j ^k(k>0时)表示分布式电源j在k次迭代下的电压输出信息，a_ij表示分布式电源i与分布式电源j之间的权重，n表示分布式电源的数量；x_i ^k+1表示输出；

采用以上公式对各个分布式电源i分别进行迭代，在多次迭代次数之后，各个分布式电源i所对应的输出x_i ^k+1均趋于收敛于特定数值，将所述特定数值作为所述全局一致性电压。

7.一种微电网电压一致性控制装置，其特征在于，包括：输出确定单元，交换单元，迭代收敛单元和应用单元，其中：

所述输出确定单元，用于根据所述微电网中的各个分布式电源的电能产生、蓄能特性，确定各个分布式电源对应的电压输出模型；

所述交换单元，用于根据各个分布式电源对应的电压输出模型，在分布式电源之间交换电压输出信息；

所述迭代收敛单元，用于基于各个电压输出信息对预先获取到的微电网的所述基准电压进行迭代收敛，确定全局一致性电压；

所述应用单元，用于将所述全局一致性电压加载在并网逆变器输入端。

8.根据权利要求7所述的微电网电压一致性控制装置，其特征在于，所述输出确定单元，还用于根据分布式光伏电源的电能产生特性，采用尖峰光伏电池工作小时数以及相应的电能转化率，计算分布式光伏电源随时间变化下相应的电压输出值变化。

9.根据权利要求7所述的微电网电压一致性控制装置，其特征在于，所述输出确定单元，还用于根据分布式风力电源的电能产生特性，采用模拟风能变化规律以及相应的电能转化率，计算分布式风力电源随时间变化下相应的电压输出值变化。

10.根据权利要求7所述的微电网电压一致性控制装置，其特征在于，所述迭代收敛单元，还用于采用以下公式对各个分布式电源的电压输出信息进行迭代收敛：

其中，k表示迭代次数，x_i ^k(k＝0时)表示所述基准电压，x_j ^k(k＝0时)表示分布式电源j的电压输出信息，x_j ^k(k>0时)表示分布式电源j在k次迭代下的电压输出信息，a_ij表示分布式电源i与分布式电源j之间的权重，n表示分布式电源的数量；x_i ^k+1表示输出；

采用以上公式对各个分布式电源i分别进行迭代，在多次迭代次数之后，各个分布式电源i所对应的输出x_i ^k+1均趋于收敛于特定数值，将所述特定数值作为所述全局一致性电压。

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