CN114006408B - 基于数据优化的动态微电网群二次协调控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于数据优化的动态微电网群二次协调控制方法及装置，该方法步骤包括：S01.将每个子微网内部的所有变换器划分为一级变换器，以及将微电网之间互联的所有变换器划分为二级变换器；S02.各一级变换器、二级变换器接收到控制数据时，判断接收到的数据是否可信，如果是则将接收到的控制数据作为二次控制信号，否则重新确定二次控制信号；S03.各一级变换器根据确定的二次控制信号，执行每个子微网内部的二次控制，各二级变换器根据确定的二次控制信号，执行各个子微网之间的二次控制。本发明具有实现方式方法简单、能够充分发挥集群优势且安全可靠性高等优点。

Description

基于数据优化的动态微电网群二次协调控制方法及装置
技术领域
本发明涉及微电网群控制技术领域，尤其涉及一种基于数据优化的动态微电网群二次协调控制方法。
背景技术
将各孤立的微电网通过互联技术形成微电网群，可以有效改善个体微电网的运行水平、提高用户的供电质量，是缓解能源危机、解决偏远地区供电问题的有效技术手段。由于孤岛微电网群通常就地利用风机、光伏等多种具备强波动性质的自然资源发电，又通常配备储能调节海岛电力供需平衡和稳定。因此，一次侧能源具备多样性以及强波动性。同时，分布式负荷也具备随机性，且由于偏远地区没有主网的支撑。因此，会面临电压频率偏移、电能质量差、能源利用效率低以及经济性差等多问题。
针对于微电网的上述问题，需要通过对微电网进行二次控制来解决。但是目前的微电网群二次控制通常是仅针对于各孤立的微电网进行，即仅在每个孤岛微电网群内部进行二次控制，缺乏子微网之间的合理协调控制，各不同子微网之间难以实现互济互补，因而难以保障微电网群稳态下功率的高效灵活交互而达到群集的优势，甚至还可能会降低单个微电网的性能。尤其是针对于多种不同类型微电网的环网型微电网群，由于群结构更加复杂，上述问题将更加突显。
针对于环网型微电网群的二次协调控制，现有技术中通常即是直接向每个微电网内部各变换器分别发送控制信号，各变换器按照接收到的控制信号运行以实现调控，该方式会存在以下问题：
1)每个微电网内部存在众多的变换器，通信系统复杂，要实现众多的变换器控制不仅控制复杂程度以及通信成本高，且控制精度与通信带宽之间难以兼顾；
2)仅在每个孤岛微电网群内部进行二次控制，缺乏子微网之间的协调控制，难以保障微电网群稳态下功率的高效灵活交互，不能发挥群集的优势；
3)微电网内部传输的数据可能是不可靠的，如可能发生恶意数据攻击，各变换器直接按照接收到的控制信号进行调控，会存在安全可靠性差的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种实现方式方法简单、能够充分发挥集群优势且安全可靠性高的基于数据优化的动态微电网群二次协调控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种基于数据优化的动态微电网群二次协调控制方法，步骤包括：
S01.分级划分：将每个子微网内部的所有变换器划分为一级变换器，以及将微电网之间互联的所有变换器划分为二级变换器；
S02.数据优化：各所述一级变换器、二级变换器接收到控制数据时，判断接收到的数据是否可信，如果是则将接收到的控制数据作为二次控制信号，否则获取变换器的本地测量数据以重新确定二次控制信号；
S03.二次控制：各所述一级变换器根据步骤S02确定的二次控制信号，执行每个子微网内部的二次控制，各所述二级变换器根据步骤S02确定的二次控制信号，执行各个子微网之间的二次控制。
进一步的，所述步骤S02中，如果|ΔXlc-ΔXcc|误差小于预设置信水平emax，则判定接收到的数据是可信的，否则判定为不可信，其中ΔXlc为以本地实际直接测量信号计算所得的二次控制信号，ΔXcc为利用接收到的控制数据计算所得的二次控制信号。
进一步的，所述步骤S02确定出二次控制信号后，还包括根据确定出的二次控制信号生成一次控制补偿信号；所述步骤S03中，各所述一级变换器、二级变换器还包括发送生成的所述一次控制补偿信号给一次控制。
进一步的，当步骤S02中判断到目标变换器接收到的控制数据可信时，步骤S03中目标变换器使用接收到的控制信号作为二次控制输入，并将接收到的控制信号作为一次控制补偿信号发送给一次控制；当步骤S02中判断到目标变换器接收到的控制数据不可信时，步骤S03中目标变换器使用本地测量数据计算得到的控制信号作为二次控制输入，并将所述本地测量数据计算得到的控制信号作为一次控制补偿信号发送给一次控制。
进一步的，所述步骤S01中还包括：在每个子微网内部，根据各所述一级变换器的实时状态参数，动态选择一个一级变换器作为一级动态主参考单元，将所述一级动态主参考单元的信息作为控制信息传输给其他一级变换器；以及根据各子微网的所述动态主参考单元的信息，动态选择一个所述二级变换器作为二级动态主参考单元，将所述二级动态主参考单元的信息作为控制信息传输给其他二级变换器。
进一步的，选取所述一级动态主参考单元时，分别根据各所述一级变换器的实时状态参数计算对应的本地参考系数，将所述本地参考系数的最大值所对应的一级变换器作为所述一级动态主参考单元。
进一步的，选取所述二级动态主参考单元时，选获取各子微网的所述一级动态主参考单元的状态参数，筛选出具有最大值的目的一级动态主参考单元所对应的二级变换器作为所述二级动态主参考单元。
一种基于数据优化的动态微电网群二次协调控制装置，包括：
一级变换器，包括每个子微网内部的所有变换器；
二级变换器，包括以微电网之间互联的所有变换器；
数据优化模块，用于各所述一级变换器、二级变换器接收到控制数据时，判断接收到的数据是否可信，如果是则将接收到的控制数据作为二次控制信号，否则获取变换器的本地测量数据以重新确定二次控制信号；
二次控制模块，用于各所述一级变换器根据确定的二次控制信号，执行每个子微网内部的二次控制，各所述二级变换器根据步骤S02确定的二次控制信号，执行各个子微网之间的二次控制。
进一步的，还包括动态主参考单元确定单元，用于在每个子微网内部，根据各所述一级变换器的实时状态参数，动态选择一个一级变换器作为一级动态主参考单元，将所述一级动态主参考单元的信息作为控制信息传输给其他一级变换器；以及根据各子微网的所述动态主参考单元的信息，动态选择一个所述二级变换器作为二级动态主参考单元，将所述二级动态主参考单元的信息作为控制信息传输给其他二级变换器。
进一步的，还包括用于执行一次控制的一次控制模块以及用于生成变换器的本地测量信号的三相桥电路，所述三相桥电路通过所述一次控制模块与所述二次控制模块连接，所述一次控制模块输出变换器的状态参数给所述二次控制模块，所述二次控制模块根据确定的二次控制信号产生一次控制补偿信号发送给所述一次控制模块。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明通过将微电网群内的变换器进行分级，实现所有变换器的分层级控制，同时在各变换器接收到控制数据进行控制时，对数据的可信性进行判断，只有当判断为可信时使用接收到的数据进行控制，否则使用本地测量数据所得到的控制信号进行控制，可以确保在被恶意数据攻击等不可信的情况下控制的安全可靠性，从而结合分层级控制以及数据优化控制，能够有效兼顾微电网群二次协调控制的效率以及安全可靠性。
2、本发明通过对各一级变换器执行二次控制，可以实现单微网内部的二次协调控制，对各二级变换器执行二次控制，还可以实现网微电网之间的二次协调控制，能够有效保障微电网群稳态下功率的高效灵活交互，充分发挥群集的优势。
3、本发明通过在对微电网内所有变换器进行二次控制时，对于变换器接收到的控制数据会进行可信度判断，结合可信度判断结果来对控制数据进行优化，可以大大增强系统在大通信延时、通信失败或被恶意攻击下的可靠性以及鲁棒性。
4、本发明进一步通过在二次控制时，通过实时动态筛选主参考单元作为其他变换器的统一参考，主参考单元并不是固定的，对于同一级别的变换器，其他一级变换器以确定出的动态主参考单元为统一参考信号做跟踪控制，能够根据网内实时状态动态调整二次控制，不仅可以克服不同变换器、群落的差异性问题，群落之间的差异性，还可以有效增强系统的可靠性、鲁棒性。
5、本发明还能够实现基于超低带宽通信的微电网群系统的二次协调控制，便于拓展应用于多种拓扑结构型微电网群，能够极大降低微电网群系统的二次协调控制的通信负担。
附图说明
图1是本实施例基于数据优化的动态微电网群二次协调控制方法的实现流程示意图。
图2是本实施例中变换器分级控制管理的原理示意图。
图3是本发明具体应用实施例中实现微电网群二次协调控制的详细流程示意图。
图4是本实施例中一级变换器的控制原理示意图。
图5是本实施例中二级变换器的控制原理示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例基于数据优化的动态微电网群二次协调控制方法的步骤包括：
S01.分级划分：将每个子微网内部的所有变换器划分为一级变换器，以及将微电网之间互联的所有变换器划分为二级变换器；
S02.数据优化：各一级变换器、二级变换器接收到控制数据时，判断接收到的数据是否可信，如果是则将接收到的控制数据作为二次控制信号，否则获取变换器的本地测量数据以重新确定二次控制信号；
S03.二次控制：各一级变换器根据步骤S02确定的二次控制信号，执行每个子微网内部的二次控制，各二级变换器根据步骤S02确定的二次控制信号，执行各个子微网之间的二次控制。
本实施例通过将微电网群内的变换器进行分级，由每个子微网内部的分布式微源接口变换器作为一级变换器，微电网之间的变换器作为二级变换器，以实现所有变换器的分层级控制，对各一级变换器执行二次控制，以实现单微网内部的二次协调控制，对各二级变换器执行二次控制，实现网微电网之间的二次协调控制，能够有效保障微电网群稳态下功率的高效灵活交互，充分发挥群集的优势；同时在各变换器接收到控制数据进行控制时，对数据的可信性进行判断，只有当判断为可信时使用接收到的数据进行控制，否则使用本地测量数据所得到的控制信号进行控制，可以确保在被恶意数据攻击等不可信的情况下控制的安全可靠性，从而结合分层级控制以及数据优化控制，能够有效兼顾微电网群二次协调控制的效率以及安全可靠性，尤其适用于实现如环网型拓扑等复杂微电网的二次协调控制。
如图2所示，本实施例首先将含多子网的环网型微电网群中的变换器分级，按照接口变换器的等级分为各个子微网内部分布式微源接口变换器，以及子微网各个母线之间的双向互联变换器。微源接口变换器主要影响一次微源和其接入的母线，优先等级最低，双向互联变换器涉及到两端网络的能量的能量流动，间接影响了与其连接的子微网或者连接在同一母线的子微网的内部的微源流向，因而配优先等级更高。通过划分层级对各变换器进行分层管理，可以解决单个微电网内部不同微源之间的差异，以及微电网与微电网之间的差异的问题，便于进行多拓扑结构的拓展。
本实施例步骤S01中还包括：在每个子微网内部，根据各一级变换器的实时状态参数，动态选择一个一级变换器作为一级动态主参考单元，将一级动态主参考单元的信息作为控制信息传输给其他一级变换器；以及根据各子微网的动态主参考单元的信息，动态选择一个二级变换器作为二级动态主参考单元，将二级动态主参考单元的信息作为控制信息传输给其他二级变换器。二次控制时，是通过实时动态筛选主参考单元作为其他变换器的统一参考，主参考单元并不是固定的，对于同一级别的变换器，其他一级变换器以确定出的动态主参考单元为统一参考信号做跟踪控制，能够根据网内实时状态动态调整二次控制，并且当所有同级别参考系数趋于一致时，则可高效实现原先设置的各种控制目标，即实现各子微网内部以及各子微网之间的二次协调控，不仅可以克服不同变换器、群落的差异性问题，群落之间的差异性，还可以有效增强系统的可靠性、鲁棒性。
本实施例中，上述选取一级动态主参考单元时，具体分别根据各一级变换器的实时状态参数计算对应的本地参考系数，根据各一级变换器的本地参考系数的大小选取出一级动态主参考单元，实时状态参数包括功率Psij、变换器频率fsij、变换器器端口电压vsij以及变换器发电成本参数Csij等。
本实施例二次控制目标具体包括电压、频率、功率均分、经济运行管理等，为实现上述目标可以考虑的制约因素包括微源的容量、发电成本、可靠性、经济性、可靠经济性，本实施例结合上述三个因素，根据目标和制约因素，设置一级主参考单元的选择原则F(XiMGj)即为选取本地参考系数最大的一级变换器，即为：
其中，FX1MGj,FX2MGj,FXnMGj,分别为第j个子微网内部，序号为1，2，n个变换器对应的本地参考系数，FXmaxj为第j个子微网内部所有本地参考系数中的最大值，具备该最大值的变换器就设定为该子微网内部的动态主参考单元，max为取最大值的函数，XiMGj表示第j个子微网内部第i个一级变换器的状态参数，包括实时状态参数包括功率Psij、变换器频率fsij、变换器器端口电压vsij以及变换器发电成本参数Csij等。
对于同一级别的一级变换器，其他一级变换器以确定出的一级动态主参考单元为统一参考信号做跟踪控制，并且当所有一级变换器的本地参考系数趋于一致时，则可实现子微网内部的二次协调控制。
为了减少通信负担，本实施例中各一级变换器具体通过分别执行预设的一级权重选择函数，以根据本地参考系数计算出对应的第一等待时间，将计算出的第一等待时间的最小值所对应的一级变换器作为一级动态主参考单元，一级权重选择函数为一级变换器的本地参考系数与等待时间之间的关系函数。上述一级权重选择函数具体为：
tDiMGj＝-kMGj(FXiMGj-FXmaxj)+TMGj (2)
其中，kMGj为第j个子微网的比例系数，TMGj第j个子微网的所有一级变换器的权重选择函数中设置的第一固定等待时间，也决定了该对应的第j个子微网内部的通信周，FXmaxj为从通信总线上获得的第j个子微网内部所有本地参考系数中的最大值，FXiMGj为第j个子微网内部第i个一级变换器的本地参考系数，tDiMGj为第j个子微网内部第i个一级变换器的权重选择函数计算所得的等待时间。
本实施例通过在同一子微网内部的一级变换器共同执行一个本地权重选择函数，基于本地权重选择函数筛选出具备最大本地参考系数的动态主参考单元，无需利用通信进行信息的收集和比较，即可直接、快速筛选出该动态主参考单元，且能够保证选择结果具备唯一性，可以兼顾多目标同时控制时控制精度与通信带宽，进一步增强对多拓扑结构的适应性。
具体的，对各一级变换器进行控制时，每个一级变换器根据公式(2)都可以计算出一个反应自身当前状态的等待时间tDiMGj，而具备最小的tDiMGj的一级变换器说明其具备最大的参考系数FXiMGj，因此它的等待时间最短，其内部定时器最快计时结束，从而最先抢占通信总线的权益，将其自身的信息发送给其他一级变换器作为第j个子微网内部的统一参考。
本实施例中，在每个子微网内部，将动态主参考单元的信息发送给其他一级变换器作为统一参考后，还包括将动态主参考单元的等待时间tDiMGj清零以进行重新计数，以及当其他变换器收到一级主参考单元的信息后进行等待时间的计数清零，使得能够重新基于本地权重选择函数进行动态主参考单元的选择，保证动态主参考单元是实时根据各变换器的运行状态选择确定的。
本实施例利用二级变换器的控制实现子微网之间的协同，二级变换器选择二级动态主参考单元时，具体获取各子微网的一级动态主参考单元的状态参数，筛选出具有最大值的目的一级动态主参考单元所对应的二级变换器作为二级动态主参考单元。
本实施例二级主参考单元的选择时，具体选择所有子微网的一级动态主参考单元中信号最大值所对应的二级变换器作为二级主参考单元，即为：
FMGmax＝max(FXmax1,FXmax2,....FXmaxj) (3)
其中，FXmax1,FXmax2,FXmaxj分别表示第1个子微网内部的一级动态主参考单元的参数，第2个子微网内部的一级动态主参考单元的参数，一级第j个子微网内部的一级动态主参考单元的参数；FMGmax为所有二级变换器所收集到的所有子微网的一级动态主参考单元信号的最大值，而具备该最大值的二级变换器就为系统的二级动态主参考单元，其所对应的子微网就是所有子微网中的主参考子微网，max为取最大值的函数。
为了减少通信负担，本实施例通过各二级变换器分别执行一个预设的二级权重选择函数，以根据各子微网的本地参考系数计算出对应的第二等待时间，本地参考系数根据一级变换器的实时状态参数计算得到，将计算出的第二等待时间的最小值所对应的二级变换器作为二级动态主参考单元，二级权重选择函数为二级变换器的本地参考系数与等待时间之间的关系函数；二级权重选择函数具体为：
tBj＝-kBj(FMGmax-FXmaxj)+TBj (4)
其中，kBj为第j个二级变换器的比例系数，TBj为所有二级变换器为二级权重选择函数设置的第二固定等待时间，也决定了所有二级变换器之间的通信周期。FXmaxj为第j个二级变换器从通信总线上获得的第j个子微网内部所有本地参考系数中的最大值，FMGmax为所有二级变换器所收集到的所有子微网的一级动态主参考单元的参数的最大值，tBj为第j个二级变换器执行权重选择函数计算所得的第二等待时间。
本实施例通过执行二级本地权重选择函数来筛选二级主参考单元，无需利用通信进行信息的收集和比较，即可直接、快速的筛选出二级动态主参考单元。
本实施例步骤S02中，如果|ΔXlc-ΔXcc|误差小于预设置信水平emax，则判定接收到的数据是可信的，否则判定为不可信，其中ΔXlc为以本地实际直接测量信号计算所得的二次控制信号，ΔXcc为利用接收到的控制数据计算所得的二次控制信号。
当微电网中通信过程超出通信延时的范围时或者通信失败时甚至被恶意数据攻击时，会影响微源之间以及不同子微网之间信息交互的时效性以及准确可靠性，由此可能导致当不同微电网间出现严重的功率失衡，进而甚至会引发系统稳定性问题，数据的可信任度也影响了信息物理安全性。本实施例通过在对微电网内所有变换器进行二次控制时，对于变换器接收到的控制数据会进行可信度判断，结合可信度判断结果来对控制数据进行优化，可以大大增强系统在大通信延时、通信失败或被恶意攻击下的可靠性以及鲁棒性。
本实施例步骤S02确定出二次控制信号后，还包括根据确定出的二次控制信号生成一次控制补偿信号；步骤S03中，各一级变换器、二级变换器还包括发送生成的一次控制补偿信号给一次控制。
本实施例具体当步骤S02中判断到目标变换器接收到的控制数据可信时，步骤S03中目标变换器使用接收到的控制信号作为二次控制输入，并将接收到的控制信号作为一次控制补偿信号发送给一次控制；当步骤S02中判断到目标变换器接收到的控制数据不可信时，步骤S03中目标变换器使用本地测量数据计算得到的控制信号作为二次控制输入，并将所述本地测量数据计算得到的控制信号作为一次控制补偿信号发送给一次控制。
本地测量信号即为直接对变换器测量得到的参数，基于该测量参数计算得到控制信号，以作为在判断数据不可信时的二次控制输入。各个节点直接测量得到的信息虽然不及通信参考信号的准确度，数值上可能会存在差异，但是变化趋势是相近的，因而在数据不可信情况下使用本地测量信号计算的控制信号在确保控制可靠性的前提下也可以保证控制性能。本地测量信号的获取方式可以依据实际需求选择，如可以采用三相桥电路等测量变换器的电流、电压信号等，一些无法直接测量的非电气信息，也可以借助电气系统进行辅助的准确度判断。由于二次控制信号经过了可靠性的筛选，基于该二次控制信号进行一次控制补偿，能够确保二次控制可靠性的同时，进一步确保一次控制的补偿效果。
本实施例具体通过执行一个本地数据优化函数，以通过对本地实际直接测量信号计算所得的二次控制信号与利用通信信息计算所得的二次控制信号进行对比，确定出最终的二次控制信号。一级变换器的本地数据优化函数具体如式(5)所示。
ΔXlciMGj＝F(vabci,iabci)
ΔXcciMGj＝F(FXmaxj,FXiMGj)
其中，vabci,iabci为测量的变换器本地电压电流信号；F(vabci,iabci)为以vabci,iabci为输入量，并根据调压、调频、功率均分、经济优化等控制目标设定的函数；ΔXlciMGj为以本地实际直接测量信号计算所得的二次控制信号，F(FXmaxj,FXiMGj)为以FXmaxj,FXiMGj为输入量，并根据调压、调频、功率均分、经济优化等控制目标设定的函数，ΔXcciMGj为利用接收到的通信信息(控制数据)计算所得的二次控制信号，ΔXciMGj为经过本地数据函数优化最终输送给该一级变换器一次控制的补偿信号，emax为置信水平。
如上式(5)，如果|ΔXlciMGj-ΔXcciMGj|误差小于设置的置信水平emax，说明通信信息是可信任的，则ΔXciMGj＝ΔXcciMGj，即直接以接收到的控制信号作为传输给一次控制部分的补偿信号，该接收到的控制信号即为一级动态主参考单元的信息。如果误差大于设置的置信水平emax，则可能是发生了超出边界的通信延时或通信失败，或存在网络攻击改数据已被恶意篡改，此时舍弃通信总线上传输过来的信号，采用本地直接测量的信号进行计算，得出二次控制产生的信号为ΔXciMGj＝ΔXlciMGj，并以计算得出的俄日此控制信号作为传输给一次控制的补偿信号。
如图3、4所示，本实施例一级变换器控制时，控制电路由二次控制、一次控制，三相桥电路三大部分构成，二次控制模块采集一级变换器的输出的控制信号XiMGj(包含了Psij,Csij,fsij,vsij,等)经过式(1)，生成该变换器的参考系数FXiMGj，同时将该FXiMGj发送给以及一级本地权重函数模块如式(2)，以判断该FXiMGj是否是第j个子微网中的最大参考系数；如果其是最大的则将其通过通信总线发送给其他一级变换器作为统一参考；如果该FXiMGj不是系统的最大的参考系数，则该一级变换器也会从通信总线上收到一个参考信号FXmaxj，继而将该信息FXmaxj输入数据优化函数模块如式(5)判断该信号是否可信，如果可信，可以则将其最为二次控制的输入信号，并经过式(5)计算生成给一次控制的补偿信号ΔXciMGj＝ΔXcciMGj，否则将该一级变换器采用测量的本地电压电流信号vabcj,iabcj,作为二次控制的输入信号，并经过式(5)计算生成给一次控制的补偿信号ΔXciMGj＝ΔXlciMGj；一次控制部分受到该补偿信号后，对该变换器的实际输出进行控制，则可以实现对该子微网内部动态主参考单元的跟踪，最后当该子微网中(表示为第j个子微网)所有一级变换器的参考因子都相等时，如式(6)所示，表明式(1)中所设定的电压频率调整、功率均分、经济优化等目标已经实现，单个子微网每部的二次控制完成。
FX1MGj＝FX2MGj＝FX3MGj…＝FXnMGj (，6)
其中，FX1MGj,FX2MGj,FXnMGj,分别为第j个子微网内部，序号为1，2，n个变换器对应的本地参考系数。
上述每个子微网的F(＊)函数可以有所差别，但是优选的同一子微网中的微源共享一个函数，以保证协调的统一性。
与一级变换器类似的，本实施例对二级变换器具体执行一个数据优化函数，该数据优化函数即是二级变换器通过本地实际直接测量信号计算所得的二次控制信号与利用通信信息计算所得的二次控制信号进行对比，如式(7)所示。
ΔXlcBj＝F(uabcj,iBabcj)
ΔXccBj＝F(FmaxMG,FXmaxj)
其中，uabcj,iBabcj为测量的二级变换器本地电压电流信号；F(uabcj,iBabcj)为以uabcj,iBabcj为输入量，并根据子微网之间的协调控制目标所设定的函数；ΔXlcBj为以本地实际直接测量信号计算所得的二次控制信号，F(FmaxMG,FXmaxj)为以FmaxMG,FXmaxj为输入量，并根据子微网之间的协调控制目标所设定的函数，ΔXccBj为利用通信信息计算所得的二次控制信号，ΔXcBj为经过本地数据函数优化最终输送给该一级变换器一次控制部分的补偿信号，emaxB为二级变换器中所设定的置信水平。
如上式(7)，如果误差|ΔXlcBj-ΔXccBj|小于等于设置的置信水平emaxB，说明通信信息是可信任的，则二级变换器二次控制的输入信号依旧为接收到的通信信号，并计算生成输出给一次控制的补偿信号ΔXcBj＝ΔXccBj，并以此作为传输给二级变换器一次控制的补偿信号；如果误差|ΔXlcBj-ΔXccBj|大于设置的置信水平emaxB，可能是二级变换器之间发生了超出边界的通信延时或通信失败或存在网络攻击该数据已被恶意篡改，则舍弃通信总线上传输过来的信号，采用本地直接测量信号uabcj,iBabcj，作为二级变换器二次控制的输入。
结合上述变换器的分级管理以及各变换器的数据优化，能够双重保障判断通信信号的正确性，避免数据丢失、通信延时以及失败等导致的影响。
如图3、5所示，本实施例二级变换器的控制包括二次控制、一次控制以及三相桥电路三大部分，通过二次控制模块采集通信总线传输过来的与该二级变换器连接的子微网中的动态主参考单元的信息FXmaxj，继而通过本地二级权重选择函数，判断该FXmaxj是否是所有子微网主参考单元的最大值，如果其是最大的则该二级变换器对应的FXmaxj即为FmaxMG，并将其通过通信总线发送给其他二级变换器作为统一参考；如果该FXmaxj不是系统的最大的参考系数，则该二级变换器也会从通信总线上收到一个参考信号FmaxMG，继而将该信号FmaxMG输入数据优化函数模块如式(7)判断该信号是否可信，如果可信，可以则将其最为二级变换器二次控制的输入信号，并经过式(7)计算生成给一次控制的补偿信号ΔXcBj＝ΔXccBj，否则，将该二级变换器采用测量的本地电压电流信号uabcj,iBabcj作为二级变换器二次控制的输入信号，并经过式(7)计算生成给一次控制的补偿信号ΔXcBj＝ΔXlcBj。二级变换器一次控制部分受到该补偿信号后，对该二级变换器的实际输出进行控制，则可以通过对二级最大主参考单元的跟踪控制，实现子微网与子微网之间的二次协调控制，最后会使得所有子微网的所有一级变换器的本地参考系数都相等时，如式(8)，表明式(1)中所设定的电压频率调整、功率均分、经济优化等目标微电网群众已经实现。
FX1MG1＝FX2MG1＝FX3MG1…＝FXnMG1
＝FX1MG2＝FX2MG2＝FX3MG2…＝FXnMG2
＝FX1MG3＝FX2MG3＝FX3MG3…＝FXnMG3
＝…＝FX1MGj＝FX2MGj＝FX3MGj…＝FXnMGj (8)
其中，FX1MG1，FX2MG1，FX3MG1，FXnMG1分别表示第1个子微网内部的第1，2，3，n个一级动态主参考单元的参数，FX1MG2，FX2MG2，FX3MG2，FXnMG2分别表述第2个子微网内部第1，2，3，n个一级动态主参考单元的参数，FX1MG3，FX2MG3，FX3MG3，FXnMG3分别表示第3个子微网内部第1，2，3，n个一级动态主参考单元的参数，FX1MGj，FX2MGj，FX3MGj，FXnMGj分别表述第j个子微网内部第1，2，3，n个一级动态主参考单元的参数。
本实施例上述控制方法，结合分级管理以及数据优化，可以克服单个微电网内部不同微源之间的差异以及微电网与微电网之间的差异问题，使得对多拓扑结构的适应性强，通过动态的主参考单元可以提升系统可靠性，结合本地数据优化可以保障系统在面临通信延时通信失败以及恶意数据攻击下二次控制的有效性，从而双重保障了系统的安全可靠性，还能够实现基于超低带宽通信的微电网群系统的二次协调控制，便于拓展应用于多种拓扑结构型微电网群，还能够极大降低微电网群系统的二次协调控制的通信负担。
本实施例基于数据优化的动态微电网群二次协调控制装置，包括：
一级变换器，包括每个子微网内部的所有变换器；
二级变换器，包括以微电网之间互联的所有变换器；
数据优化模块，用于各一级变换器、二级变换器接收到控制数据时，判断接收到的数据是否可信，如果是则将接收到的控制数据作为二次控制信号，否则重新确定二次控制信号；
二次控制模块，用于各一级变换器根据确定的二次控制信号，执行每个子微网内部的二次控制，各二级变换器根据步骤S02确定的二次控制信号，执行各个子微网之间的二次控制。
本实施例中，还包括动态主参考单元确定单元，用于在每个子微网内部，根据各一级变换器的实时状态参数，动态选择一个一级变换器作为一级动态主参考单元，将一级动态主参考单元的信息作为控制信息传输给其他一级变换器；以及根据各子微网的动态主参考单元的信息，动态选择一个二级变换器作为二级动态主参考单元，将二级动态主参考单元的信息作为控制信息传输给其他二级变换器。
本实施例中，还包括用于执行一次控制的一次控制模块以及用于生成变换器的本地测量信号的三相桥电路，三相桥电路通过一次控制模块与二次控制模块连接，一次控制模块输出变换器的状态参数给二次控制模块，二次控制模块根据确定的二次控制信号产生一次控制补偿信号发送给一次控制模块。
上述一级变换器与二级变换器划分如图2所示，二次控制模块包括针对于一级变换器的二次控制模块，如图4所示，以及针对于二次变换器的二次控制模块，如图5所示。
上述基于数据优化的动态微电网群二次协调控制装置与上述基于数据优化的动态微电网群二次协调控制方法对应，在此不再一一赘述。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种基于数据优化的动态微电网群二次协调控制方法，其特征在于，步骤包括：
S01.分级划分：将每个子微网内部的所有变换器划分为一级变换器，以及将微电网之间互联的所有变换器划分为二级变换器；
S02.数据优化：各所述一级变换器、二级变换器接收到控制数据时，判断接收到的数据是否可信，如果是则将接收到的控制数据作为二次控制信号，否则获取变换器的本地测量数据以重新确定二次控制信号；
S03.二次控制：各所述一级变换器根据步骤S02确定的二次控制信号，执行每个子微网内部的二次控制，各所述二级变换器根据步骤S02确定的二次控制信号，执行各个子微网之间的二次控制。
2.根据权利要求1所述的基于数据优化的动态微电网群二次协调控制方法，其特征在于，所述步骤S02中，如果ΔXlc-ΔXcc误差小于预设置信水平emax，则判定接收到的数据是可信的，否则判定为不可信，其中ΔXlc为以本地实际直接测量信号计算所得的二次控制信号，ΔXcc为利用接收到的控制数据计算所得的二次控制信号。
3.根据权利要求1所述的基于数据优化的动态微电网群二次协调控制方法，其特征在于，所述步骤S02确定出二次控制信号后，还包括根据确定出的二次控制信号生成一次控制补偿信号；所述步骤S03中，各所述一级变换器、二级变换器还包括发送生成的所述一次控制补偿信号给一次控制。
4.根据权利要求3所述的基于数据优化的动态微电网群二次协调控制方法，其特征在于，当步骤S02中判断到目标变换器接收到的控制数据可信时，步骤S03中目标变换器使用接收到的控制信号作为二次控制输入，并将接收到的控制信号作为一次控制补偿信号发送给一次控制；当步骤S02中判断到目标变换器接收到的控制数据不可信时，步骤S03中目标变换器使用本地测量数据计算得到的控制信号作为二次控制输入，并将所述本地测量数据计算得到的控制信号作为一次控制补偿信号发送给一次控制。
5.根据权利要求1所述的基于数据优化的动态微电网群二次协调控制方法，其特征在于，所述步骤S01中还包括：在每个子微网内部，根据各所述一级变换器的实时状态参数，动态选择一个一级变换器作为一级动态主参考单元，将所述一级动态主参考单元的信息作为控制信息传输给其他一级变换器；以及根据各子微网的所述一级动态主参考单元的信息，动态选择一个所述二级变换器作为二级动态主参考单元，将所述二级动态主参考单元的信息作为控制信息传输给其他二级变换器。
6.根据权利要求5所述的基于数据优化的动态微电网群二次协调控制方法，其特征在于，选取所述一级动态主参考单元时，分别根据各所述一级变换器的实时状态参数计算对应的本地参考系数，将所述本地参考系数的最大值所对应的一级变换器作为所述一级动态主参考单元。
7.根据权利要求5所述的基于数据优化的动态微电网群二次协调控制方法，其特征在于，选取所述二级动态主参考单元时，选获取各子微网的所述一级动态主参考单元的状态参数，筛选出具有最大值的一级动态主参考单元所对应的二级变换器作为所述二级动态主参考单元。
8.一种基于数据优化的动态微电网群二次协调控制装置，其特征在于，包括：
一级变换器，包括每个子微网内部的所有变换器；
二级变换器，包括以微电网之间互联的所有变换器；
数据优化模块，用于各所述一级变换器、二级变换器接收到控制数据时，判断接收到的数据是否可信，如果是则将接收到的控制数据作为二次控制信号，否则获取变换器的本地测量数据以重新确定二次控制信号；
二次控制模块，用于各所述一级变换器根据确定的二次控制信号，执行每个子微网内部的二次控制，各所述二级变换器根据步骤S02确定的二次控制信号，执行各个子微网之间的二次控制。
9.根据权利要求8所述的基于数据优化的动态微电网群二次协调控制装置，其特征在于，还包括动态主参考单元确定单元，用于在每个子微网内部，根据各所述一级变换器的实时状态参数，动态选择一个一级变换器作为一级动态主参考单元，将所述一级动态主参考单元的信息作为控制信息传输给其他一级变换器；以及根据各子微网的所述一级动态主参考单元的信息，动态选择一个所述二级变换器作为二级动态主参考单元，将所述二级动态主参考单元的信息作为控制信息传输给其他二级变换器。
10.根据权利要求8或9所述的基于数据优化的动态微电网群二次协调控制装置，其特征在于，还包括用于执行一次控制的一次控制模块以及用于生成变换器的本地测量信号的三相桥电路，所述三相桥电路通过所述一次控制模块与所述二次控制模块连接，所述一次控制模块输出变换器的状态参数给所述二次控制模块，所述二次控制模块根据确定的二次控制信号产生一次控制补偿信号发送给所述一次控制模块。
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