CN114069640A - 一种自适应多负荷响应控制器及其控制方法 - Google Patents

一种自适应多负荷响应控制器及其控制方法 Download PDF

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CN114069640A CN202111356653.XA CN202111356653A CN114069640A CN 114069640 A CN114069640 A CN 114069640A CN 202111356653 A CN202111356653 A CN 202111356653A CN 114069640 A CN114069640 A CN 114069640A
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Abstract

本申请提供一种自适应多负荷响应控制器及其控制方法，方法包括对非主要负荷在预设时间段内的历史平均功率数据进行计算；根据功率因数判断需要减载的负荷类型；根据负荷设备实时功率和负荷设备的工作状态，比较非主要负荷在预设时间段内的历史平均功率数据，预测某一预设时间段内负荷设备的消耗功率；根据历史平均功率数据和消耗功率，构建微电网离网状态下负荷设备的减载顺序函数；根据减载顺序函数和负荷设备的出口电压以及微电网离网控制命令，确定负荷设备的减载顺序；根据负荷设备的出口电压和微电网并网控制命令，确定负荷设备的并网顺序。本申请的方法主要解决不具备与上级调度通讯条件下的自适应控制，从而保证微电网的运行稳定性。

Description

一种自适应多负荷响应控制器及其控制方法
技术领域
本申请涉及微电网运行控制技术领域，尤其涉及一种自适应多负荷响应控制器及其控制方法。
背景技术
近年来随着可再生能源发电技术、储能技术及负荷控制技术的迅猛发展，大量的分布式可再生能源发电等大量电力电子设备接入400V低压配电网，组建可再生能源微电网系统，为减少因停电而带来的损失和保障重要负荷供电可靠性需求，微电网需要具备并/离网双模式的运行方式。
此外，随着科技发展和大规模分布式电源接入400V低压配电网，400V低压配电网的潮流发生改变，负荷结构也趋向复杂化，主要表现为大量的容性负荷和感性负荷接入400V低压配电网。
低压配电网络中的负荷可细分为容性负荷、感性负荷和阻性负荷三种类型，不同类型的负荷具备不同的负荷特性。微电网在并网模式下，由于有主电网的钳制作用，基本可以保持微电网电压、频率稳定，从而保障不同类型的负荷稳定运行。当微电网在离网模式下运行时，微电网脱离主电网供电，自主支撑不同类型的负荷运行，但是由于微电网容量有限，原有的在线负荷超出微电网带载能力，造成微电网的频率下降、电压降低，微电网质量下降等。
现有技术中，对于微电网的负荷控制主要采用低频减载技术，具体措施为：对非主要负荷减载，以保证微电网的带载能力，然而由于不同类型的负荷特性不同，盲目的减载会加剧微电网质量的下降，例如当前功率因数0.8以下，对容性负荷减载则会加剧微电网质量的下降。并且大量的电力电子设备会造成微电网谐波的增加，降低微电网的稳定性。
发明内容
本申请提供了一种自适应多负荷响应控制器及其控制方法，以解决现有技术中存在的不考虑不同类型的负荷特性不同，就对微电网进行盲目的减载，从而导致微电网质量下降的问题。
由于自适应多负荷响应控制器所安装的环境不具备与上级通讯的条件，因此利用自适应多负荷响应控制器通过检测微电网电压变化率阈值和频率变化阈值，识别微电网离网状态，并对应执行相应的控制策略。
一方面，本申请提供了一种自适应多负荷响应控制器的控制方法，包括以下步骤：
S101，自适应多负荷响应控制器实时读取非主要负荷数据及微电网相关参数，并对非主要负荷在预设时间段内的历史平均功率数据进行计算，同时，初始化预设微电网并网电压变化率阈值、微电网离网电压变化率阈值、第一微电网电压变化系数βP和第二微电网电压变化系数βQ；其中，所述预设时间段根据采样精度设置，不同的采样精度对应的预设时间段不同，且预设时间段内的功率数据包括当前时刻的功率数据及当前时刻之前的历史功率数据，所述第一微电网电压变化系数是由于单位负荷功率变化造成的，所述第二微电网电压变化系数是由于单位无功率变化造成的；
S102，自适应多负荷响应控制器实时监测微电网的电压变化率，依据前一时刻微电网离网或并网状态，通过当前时刻微电网并网电压变化率阈值或微电网离网电压变化率阈值，识别当前微电网所处状态，并依据电压变化率阈值执行并网或离网切换，以及根据所述非主要负荷的功率因数判断需要减载的负荷类型；
S103，根据负荷设备实时功率和负荷设备的工作状态，并分析比较将所述非主要负荷在预设时间段内的历史平均功率数据，分析得到未来某一预设时间段内负荷设备的消耗功率；
S104，根据所述历史平均功率数据和所述消耗功率，构建微电网离网状态下负荷设备的减载顺序函数，其中，减载顺序函数实时更新，相应地负荷设备的减载顺序也在实时更新；
S105，根据所述减载顺序函数和负荷设备的出口电压以及微电网离网电压变化率阈值或微电网离网切换频率阈值，确定负荷设备的减载顺序，包括：
S1050，当自适应多负荷响应控制器监测到微电网的电压变化率
Figure BDA0003357508060000021
或微电网离网切换频率ft1≤fβ时，微电网处于离网状态，自适应多负荷响应控制器快速响应读取当前的功率因数α，并按照当前预设时间段内的负荷设备的减载顺序，对负荷设备进行减载，其中，ΔUw表示负荷设备的出口电压变化量，λoff为微电网离网电压变化率阈值；
Figure BDA0003357508060000022
表示微电网单位时间内的电压变化率，T表示采样周期；
S1051，当自适应多负荷响应控制器关闭到特定的负荷设备时，自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac≥δu·Uugb时，自适应多负荷响应控制器通过开关控制器模块暂停对剩余负荷设备的关闭，并按照当前的功率因数和预设时间段内剩余负荷设备的减载顺序，通过开关控制器模块逆向恢复负荷设备运行；
S1052，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac±5％≤δuUugb时，自适应多负荷响应控制器按照当前负荷状态维持运行；
S1053，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac≤δl·Ulgb时，自适应多负荷响应控制器通过开关控制器模块按照当前预设时间段内剩余负荷设备的减载顺序，对剩余负荷设备继续减载；
S1054，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac±5％≥δlUlgb时，自适应多负荷响应控制器按照当前负荷状态维持运行，其中，Uac表示出口电压，δu表示上限电压波动系数范围，取值范围为0.9-1.0，Uugb表示电压上限标准，δl表示下限电压波动系数范围，取值范围为1.0-1.1，Ulgb表示电压下限标准；
S106，根据所述负荷设备的出口电压和微电网并网电压变化率阈值，确定负荷设备的投入运行顺序，包括：
S1060，当自适应多负荷响应控制器监测到微电网的电压变化率
Figure BDA0003357508060000031
时，自适应多负荷响应控制器将负荷设备按照消耗功率从小到大依次投入运行，其中，ΔUw表示负荷设备的出口电压变化量，λon为微电网并网电压变化率阈值；
Figure BDA0003357508060000032
表示微电网电压变化率，T表示采样周期；
S1061，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac≥δu·Uugb时，自适应多负荷响应控制器通过开关控制器模块将剩余负荷设备由小到大依次投入运行；
S1062，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac±5％≤δuUugb时，自适应多负荷响应控制器按照当前负荷状态维持运行；
S1063，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac≤δl·Ulgb时，自适应多负荷响应控制器通过开关控制器模块暂停对剩余设备的投入运行，并依据功率因数原则从小到大对投入运行设备依次禁止运行；
S1064，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac±5％≥δlUlgb时，自适应多负荷响应控制器按照当前负荷状态维持运行，其中，Uac表示出口电压，ou表示上限电压波动系数范围，取值范围为0.9-1.0，Uugb表示电压上限标准，δl表示下限电压波动系数范围，取值范围为1.0-1.1，Ulgb表示电压下限标准。
在本申请的较佳实施例中，自适应多负荷响应控制器实时监测微电网的电压变化率，依据前一时刻微电网离网或并网状态，通过当前时刻微电网并网电压变化率阈值或微电网离网电压变化率阈值，识别当前微电网所处状态，并依据电压变化率阈值执行并网或离网切换，以及根据所述非主要负荷的功率因数判断需要减载的负荷类型，包括：
根据自适应多负荷响应控制器实时监测微电网的电压变化率
Figure BDA0003357508060000033
判断负荷功率变化和无功功率变化对微电网电压的影响；
将前一时刻采集的出口电压Ut0-1与当前时刻的电压Ut0差的绝对值，分别减去的当前负荷变化功率ΔPS与第一微电网电压变化系数βP乘积的差值，以及当前变化无功功率ΔQ与第二微电网电压变化系数βQ乘积的差值，公式如下：
ΔUw＝|Ut0-Ut0-1|-βP·ΔPS-βQ·ΔQ，
其中，Ut0-1为前一时刻采集的出口电压，Ut0为当前时刻采集的出口电压，βP为第一微电网电压变化系数，计算公式为
Figure BDA0003357508060000041
βQ为第二微电网电压变化系数，计算公式为
Figure BDA0003357508060000042
ΔUP为单位负荷功率变化造成的微电网电压变化，ΔUQ为单位无功功率变化造成的微电网电压变化；ΔPS为前一时刻采集的所有非主要负荷功率∑PSi_t0-1与当前时刻采集的所有非主要负荷功率差∑PSi_t0的绝对值，计算公式为ΔPS＝|∑PSi_t0-∑PSi_t0-1|；
由于无功功率
Figure BDA0003357508060000043
所以自适应多负荷响应控制器出口端的无功功率为：前一时刻采集的功率因数αt0、当前时刻采集的功率因数αt0-1、前一时刻采集的所有非主要负荷功率∑PSi_t0-1和当前时刻采集的所有非主要负荷功率差∑PSi_t0的函数关系为
Figure BDA0003357508060000044
当功率因数0.9≤α≤1时，自适应多负荷响应控制器控制非主要阻性消耗功率从大到小进行减载；
当功率因数α≤0.8时，自适应多负荷响应控制器控制非主要感性消耗功率从大到小进行减载；
当功率因数0.8＜α＜0.95时，自适应多负荷响应控制器控制非主要感性消耗功率和非主要容性负荷同时从大到小进行减载，其中，α表示功率因数。
在本申请的较佳实施例中，根据所述历史平均功率数据和所述消耗功率，构建微电网离网状态下负荷设备的减载顺序函数，包括：
计算预设时间段内每一时刻的历史功率数据；
对预设时间段内所有时刻的历史功率数据求平均，得到预设时间段内的历史平均功率数据；
根据所述历史平均功率数据，分析得到负荷设备的消耗功率；
由于负荷设备的消耗功率随时间改变，需要剔除当前时刻下不在线的负荷设备，使用进程函数processDate进行筛选，剔除当前不在线的负荷设备，方便精准控制，得到此时所有在线设备功率集合G1，G1函数式如下：
G1＝processDate(PS1、PS2…PSn，PSnState，n)，
当PSnState＝1时表示设备在线，当PSnState＝0时表示设备不在线，通过进程筛选函数式G1将当前不在线的设备进行剔除，得到此时所有在线设备功率集合G1，函数式G1中，S1为第1台负荷设备，S2为第2台负荷设备，Sn为第n台负荷设备，n为≥1的整数，PS1为第1台负荷设备某一时刻的消耗功率，PS2为第2台负荷设备某一时刻的消耗功率，PSn为第n台负荷设备某一时刻的消耗功率，processDate为筛选剔除不在线负荷设备的函数，PSnState为负荷设备状态，n为负荷设备数量；
根据当前时刻下在线的n台负荷设备的消耗功率顺序，采用sort排序函数式构建当前时刻下负荷设备消耗功率由大到小降序函数式G2，如下：
G2＝sort(processDate(PS1、PS2...PSn，PSnState，n)，′descend′)；
G2为此时刻在线设备的功率由大到小排列集合，根据所述降序函数式进行由大到小依次减载，实时调整某一时刻下负荷设备的减载顺序；
其中，S1为第1台负荷设备，S2为第2台负荷设备，Sn为第n台负荷设备，n为≥1的整数；PS1为第1台负荷设备某一时刻的消耗功率，PS2为第2台负荷设备某一时刻的消耗功率，PSn为第n台负荷设备某一时刻的消耗功率；sort为当前时刻的降序函数；processDate为筛选剔除不在线负荷设备的函数；顺序函数式中的PSnState为负荷设备状态，n为负荷设备数量，′descend′表示为降序排列。
在本申请的较佳实施例中，所述负荷设备减载顺序函数中减载功率的计算包括：
计算自适应多负荷响应控制器的目标减载功率值，公式如下：
Figure BDA0003357508060000051
其中，f0为标准频率50Hz；Δf为离网时刻的微电网频率与前一时刻的微电网频率差的绝对值；p1为已减载功率值；p2为目标减载功率值；
计算负荷设备需要减载的减载功率值p′，公式如下：
p′＝min(p2-PS1，p2-PS2，...，p2-PSn)，
其中，p′表示目标减载设备需要减载的减载功率值；
所述负荷设备减载顺序函数在某一时刻随着微电网频率变化而更新，根据离网时刻下目标减载设备需要减载的减载功率值p′，选取与所述减载功率值p′相对应的负荷设备在离网时刻下的消耗功率，依次反复迭代，直至目标减载功率值p2为零。
在本申请的较佳实施例中，所述自适应多负荷响应控制器获取每台负荷设备实时功率，并且通过每个控制开关回路串接电流表和总的出口并联的负荷设备的电压、频率检测传感器，实时监测获取每个端口的负荷电流、出口电压、频率及功率因数计算，确定每台负荷设备的工作状态。
在本申请的较佳实施例中，所述非主要负荷包括非主要阻性负荷、非主要容性负荷和非主要感性负荷，负荷类型包括感性Sen、容性Cap和阻性Bloc；并且需要对负荷类型、功率、主要负荷Main和非主要负荷non-main以及微电网并离网切换频率阈值fβ进行初始化。
另一方面，本申请还提供一种自适应多负荷响应控制器，包括：控制器模块、多接口多协议通讯模块、短路监测模块、电压传感器、电流传感器、接触器驱动模块和接触器；
其中，接触器的输入端与微电网连接，微电网与电压传感器连接，接触器的输出端通过电流传感器与负荷设备连接，接触器的控制端与接触器驱动模块的输出端连接；接触器驱动模块的输入端与控制器模块的输出端连接；电流传感器的输出端与短路监测模块的输入端连接；短路监测模块的输出端与控制器模块的输入端连接，短路监测模块用于监测短路状态；多接口多协议通讯模块的输出端与控制器模块连接，用于将微电网运行信息上传至主电网；
所述接触器驱动模块中设置有n个闭锁控制端，通过短路监测模块与接触器驱动模块通信连接，并根据控制器模块采集的负荷设备的短路状态控制所述接触器驱动模块对应的闭锁控制端的接通与关闭；
所述控制器模块用于接收电流传感器采集的电流数据、电压传感器采集的电压数据以及负荷设备的短路状态，控制器模块通过单位时间内的电压变化率阈值，判断微电网的离网状态，控制器模块通过接触器驱动模块控制对接触器的接通与关闭。
上述技术方案中，控制器模块同时也采集电压传感器数据和频率传感器数据以及每个发电单元的短路状态；接触器的数量为n个，每个接触器的输入端都与微电网连接，同时也与并联安装在微电网上的电压传感器连接，每个接触器的输出端都串联一个电流传感器，并且与相对应的负荷设备连接。另外，当某一个负荷设备故障短路时，短路监测模块能够快速断开负荷设备与微电网的连接，并将故障状态锁定；当短路监测模块监测到故障排除后，短路监测模块对应的闭锁控制端变为解除状态。
本申请的一种自适应多负荷响应控制器及其控制方法，相较于现有技术而言，具有以下有益效果：
本申请的自适应多负荷响应控制器能够通过负荷设备的出口电压实时监测微电网的电压变化率阈值，并判断微电网的电压变化率与微电网并网电压变化率阈值或微电网离网电压变化率阈值的大小关系，控制器模块对应执行并网或离网状态下的工作策略。同样，当微电网的频率降低或升高时，自适应多负荷响应控制器可以快速响应，自动识别并执行并网或离网状态下的工作策略，减小负荷变化对微电网的冲击，保证了微电网电网质量的稳定性，进一步保障了微电网中负荷设备的安全稳定运行。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例1的一种自适应多负荷响应控制器的控制方法总流程图；
图2为本申请实施例2的自适应多负荷响应控制器拓扑结构示意图；
图3为应用了本实施例2中的自适应多负荷响应控制器后的微电网拓扑结构示意图；
图4为本申请实施例1中微电网离网状态下自适应多负荷响应控制器的控制流程图；
图5为本申请实施例1中微电网并网状态下自适应多负荷响应控制器的控制流程图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“中”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是电连接，也可以是通信连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明(Unless otherwise indicated)。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换，例如能够根据本申请实施例图示或描述中给出那些以外的顺序实施。
此外，术语“包括”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。
本申请中使用的术语“模块”，是指任何已知或后来开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑或硬件或/和软件代码的组合，能够执行与该元件相关的功能。
微电网：是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，可以运行于并网和离网状态。
为了保证微电网状态可靠的识别，本申请采用两种方式对并网和离网状态识别，优先权触发识别条件为微电网电压变化率
Figure BDA0003357508060000071
1、微电网电压变化率
Figure BDA0003357508060000081
触发识别条件：
①通过微电网并网时电压变化率阈值λon判断识别离网状态；
②通过微电网离网时电压变化率阈值λoff，判断识别并网状态。
2、微电网频率f变化触发识别条件：
①通过微电网并网时离网切换频率阈值fβ判断识别离网状态。
实施例1
如图1所示，本申请提供了一种自适应多负荷响应控制器的控制方法，包括以下步骤：
S101，自适应多负荷响应控制器实时读取非主要负荷数据及微电网相关参数，并对非主要负荷在预设时间段内的历史平均功率数据进行计算，同时，初始化预设微电网并网电压变化率阈值λon、微电网离网电压变化率阈值λoff、第一微电网电压变化系数
Figure BDA0003357508060000082
和第二微电网电压变化系数
Figure BDA0003357508060000083
其中，所述预设时间段根据采样精度设置，不同的采样精度对应的预设时间段不同，且预设时间段内的功率数据包括当前时刻的功率数据及当前时刻之前的历史功率数据，所述第一微电网电压变化系数是由于单位负荷功率变化造成的，所述第二微电网电压变化系数是由于单位无功率变化造成的；
S102，自适应多负荷响应控制器实时监测微电网的电压变化率
Figure BDA0003357508060000084
依据前一时刻微电网离网或并网状态，通过当前时刻微电网并网电压变化率阈值λon或微电网离网电压变化率阈值λoff，识别当前微电网所处状态，并依据电压变化率阈值执行并网或离网切换，以及根据所述非主要负荷的功率因数判断需要减载的负荷类型；包括：
根据自适应多负荷响应控制器实时监测微电网的电压变化率
Figure BDA0003357508060000085
判断负荷功率变化和无功功率变化对微电网电压的影响；
将前一时刻采集的出口电压Ut0-1与当前时刻的电压Ut0差的绝对值，分别减去的当前负荷变化功率ΔPS与第一微电网电压变化系数βP乘积的差值，以及当前变化无功功率ΔQ与第二微电网电压变化系数βQ乘积的差值，公式如下：
ΔUw＝|Ut0-Ut0-1|-βP·ΔPS-βQ·ΔQ，
其中，Ut0-1为前一时刻采集的出口电压，Ut0为当前时刻采集的出口电压，βP为第一微电网电压变化系数，计算公式为
Figure BDA0003357508060000091
βQ为第二微电网电压变化系数，计算公式为
Figure BDA0003357508060000092
ΔUP为单位负荷功率变化造成的微电网电压变化，ΔUQ为单位无功功率变化造成的微电网电压变化；ΔPS为前一时刻采集的所有非主要负荷功率∑PSi_t0-1与当前时刻采集的所有非主要负荷功率差∑PSi_t0的绝对值，计算公式为ΔPS＝|∑PSi_t0-∑PSi_t0-1|；
由于无功功率
Figure BDA0003357508060000093
所以自适应多负荷响应控制器出口端的无功功率为：前一时刻采集的功率因数αt0、当前时刻采集的功率因数αt0-1、前一时刻采集的所有非主要负荷功率∑PSi_t0-1和当前时刻采集的所有非主要负荷功率差∑PSi_t0的函数关系为
Figure BDA0003357508060000094
当功率因数0.9≤α≤1时，自适应多负荷响应控制器控制非主要阻性消耗功率从大到小，即按照(pnb_max1，pnb_max2……pnb_maxn)顺序进行减载；
当功率因数α≤0.8时，自适应多负荷响应控制器控制非主要感性消耗功率从大到小，即按照(pns_max1，pns_max2……pns_maxn)顺序进行减载；
当功率因数0.8＜α＜0.95时，自适应多负荷响应控制器控制非主要感性消耗功率和非主要容性负荷同时从大到小，即按照(pns_max1，pns_max2……pns_maxn)顺序和pnc_max1，pnc_max2……pnc_maxn顺序进行减载，其中，α表示功率因数。
S103，根据负荷设备实时功率和负荷设备的工作状态，并分析比较所述非主要负荷在预设时间段内的历史平均功率数据，分析得到未来某一预设时间段内负荷设备的消耗功率；
S104，根据所述历史平均功率数据和所述消耗功率，构建微电网离网状态下负荷设备的减载顺序函数，其中，减载顺序函数实时更新，相应地负荷设备的减载顺序也在实时更新。
S105，根据所述减载顺序函数和负荷设备的出口电压以及微电网离网电压变化率阈值或微电网离网切换频率阈值fβ，确定负荷设备的减载顺序；如图4所示，步骤S105具体包括：
S1050，当自适应多负荷响应控制器监测到微电网的电压变化率
Figure BDA0003357508060000101
或微电网离网切换频率ft1≤fβ时，微电网处于离网状态，自适应多负荷响应控制器快速响应读取当前的功率因数α，并按照当前预设时间段内的负荷设备的减载顺序，即当前时刻顺序函数式的S1，S2，...，Sn负荷设备的减载顺序，对负荷设备进行减载，其中，ΔUw表示负荷设备的出口电压变化量，可直接反应微电网的电压变化，λoff为微电网离网电压变化率阈值；
Figure BDA0003357508060000102
表示微电网电压变化率，T表示采样周期；
为防止在离网时刻所有非主要负荷设备同时关闭，造成微电网电压发生突变，由此自适应多负荷响应控制器实时读取功率因数，确定当前时刻的功率因数α。
当自适应多负荷响应控制器检测到频率ft1≤fβ，此时微电网处于离网状态，自适应多负荷响应控制器快速响应依据离网前一时刻的功率排序及当前的功率因数α，并依据功率因数判断与控制原则，即步骤S102的具体实施步骤，减载对应非主要消耗功率p1，同时自适应多负荷响应控制器读取减载功率p1及离网时刻下微电网频率ft2，计算当前时刻(即离网时刻)的微电网频率ft2与前一时刻的微电网频率ft1差值，即Δf＝|ft1-ft2|，由此得到已减载功率值p1时刻发生频率改变的频率差值Δf，为使微电网频率快速达到标准频率f0以满足微电网工作要求，自适应多负荷响应控制器计算出目标减载功率值p2为：
Figure BDA0003357508060000103
则
Figure BDA0003357508060000104
其中，f0为标准频率50Hz；ft2为离网时刻的微电网频率；ft1为前一时刻的微电网频率；fβ为微电网离网切换频率阈值；α为功率因数；Δf为离网时刻的微电网频率ft2与前一时刻的微电网频率ft1差的绝对值；p1为已减载功率值；p2为目标减载功率值；此时自适应多负荷响应控制器读取当前时刻的功率因数α，并依据功率因数判断与控制原则，即步骤S102的具体实施步骤，减载目标减载功率值p2，实现微电网频率稳定工作。
S1051，当自适应多负荷响应控制器关闭到特定的负荷设备时，自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac≥δu·Uugb时，自适应多负荷响应控制器通过开关控制器模块暂停对剩余负荷设备的关闭，并按照当前的功率因数和预设时间段内剩余负荷设备的减载顺序，通过开关控制器模块逆向恢复负荷设备运行；
例如，根据电网常规技术规范约定低压配电网的上限标准为110％标准电压，即Uugb为110％标准电压，设定低压配电网标准电压为380V，Uugb＝110％×380V＝418V，取上限电压波动系数δu为0.95，即自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到出口电压Uac≥δu·Uugb＝0.95×418V＝397.1V，自适应多负荷响应控制器通过开关控制器模块暂停对后续负荷设备的关闭。
S1052，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac±5％≤δuUugb时，自适应多负荷响应控制器按照当前负荷状态维持运行；
例如，根据电网常规技术规范约定低压配电网的上限标准为110％标准电压，即Uugb为110％标准电压，设定低压配电网标准电压为380V，Uugb＝110％×380V＝418V，取上限电压波动系数δu为0.95，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到出口电压Uac趋于稳定在Uac±5％≤δu·Uugb＝0.95×418V＝397.1V时，自适应多负荷响应控制器按照当前负荷状态维持运行；
S1053，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac≤δl·Ulgb时，自适应多负荷响应控制器通过开关控制器模块按照当前预设时间段内剩余负荷设备的减载顺序，对剩余负荷设备继续减载；
S1054，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac±5％≥δlUlgb时，自适应多负荷响应控制器按照当前负荷状态维持运行，其中，Uac表示出口电压，δu表示上限电压波动系数范围，取值范围为0.9-1.0，Uugb表示电压上限标准，δl表示下限电压波动系数范围，取值范围为1.0-1.1，Ulgb表示电压下限标准。
S106，根据所述负荷设备的出口电压和微电网并网电压变化率阈值，确定负荷设备的投入运行顺序；如图5所示，步骤S106具体包括：
S1060，当自适应多负荷响应控制器监测到微电网的电压变化率
Figure BDA0003357508060000121
时，自适应多负荷响应控制器将负荷设备按照消耗功率从小到大依次投入运行，其中，ΔUw表示负荷设备的出口电压变化量，可直接反应微电网的电压变化，λon为微电网并网电压变化率阈值；
Figure BDA0003357508060000122
表示微电网电压变化率，T表示采样周期；
S1061，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac≥δu·Uugb时，自适应多负荷响应控制器通过开关控制器模块将剩余负荷设备由小到大依次投入运行；
S1062，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac±5％≤δuUugb时，自适应多负荷响应控制器按照当前负荷状态维持运行；
S1063，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac≤δl·Ulgb时，自适应多负荷响应控制器通过开关控制器模块暂停对剩余设备的投入运行，并依据功率因数原则从小到大对投入运行设备依次禁止运行；
例如，根据电网常规技术规范约定低压配电网的下限标准为90％标准电压，即Ulgb为90％标准电压，设定低压配电网标准电压为380V，Ulgb＝90％×380V＝342V，取下限电压波动系数δl为1.05，即自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到出口电压Uac≤δl·Uugb＝1.05×342V＝359.1V，自适应多负荷响应控制器通过开关控制器模块暂停对后续负荷设备的投入运行，并依据功率因数原则从小到大对投入运行的设备依次禁止运行。
S1064，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac±5％≥δlUlgb时，自适应多负荷响应控制器按照当前负荷状态维持运行；
例如，根据电网常规技术规范约定低压配电网的下限标准为90％标准电压，即Ulgb为90％标准电压，设定低压配电网标准电压为380V，Ulgb＝90％×380V＝342V，取下限电压波动系数δl为1.05，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到出口电压Uac趋于稳定在Uac±5％≥δlUlgb＝1.05×342V＝359.1V时，自适应多负荷响应控制器按照当前负荷状态维持运行，其中，Uac表示出口电压，δu表示上限电压波动系数范围，取值范围为0.9-1.0，Uugb表示电压上限标准，δl表示下限电压波动系数范围，取值范围为1.0-1.1，Ulgb表示电压下限标准；
自适应多负荷响应控制器重复执行对负荷设备的投入运行的步骤，直至负荷设备全部投入运行为止。
需要特别说明的是，在本实施例1中，所述非主要负荷包括非主要阻性负荷、非主要容性负荷和非主要感性负荷，负荷类型包括感性Sen、容性Cap和阻性Bloc。另外，在执行步骤S101之前，还需要对负荷类型、功率、主要负荷Main和非主要负荷non-main以及微电网并离网切换频率阈值fβ、微电网并网电压变化率阈值λon和微电网离网电压变化率阈值λoff、第一微电网电压变化系数
Figure BDA0003357508060000131
第二微电网电压变化系数
Figure BDA0003357508060000132
进行初始化。
在本实施例1中，非主要负荷在预设时间段内的历史平均功率数据的具体分析过程如下：
自适应多负荷响应控制器设定预设时间段为10个采样周期为一个时段，并以1采样周期为单位读取实时采样前一时刻每组负荷的历史功率数据pt1，pt2…pt10，并求出一个时段内的负荷平均功率
Figure BDA0003357508060000133
依据初始化标注的类型确定是主要负荷Main还是非主要负荷non-main以及负荷的类型。
由于自适应多负荷响应控制器与台变之间的线路损耗、负荷类型和功率变化等原因，导致微电网在并网或离网时电压改变，容性负荷可提高微电网的功率因数，减少线路损耗，感性负荷和阻性负荷可以降低微电网的功率因数，增加线路损耗。
因此依据每一个时段内的负荷平均功率pave和类型，分别定义n个非主要容性负荷平均功率分别为pnc_ave1，pnc_ave2……pnc_aven，并通过顺序函数式sort(processDate(pnc_ave1，pnc_ave2……pnc_aven，pState，n)，′descend′)依次筛选出由大到小非主要容性消耗功率为pnc_max1，pnc_max2……pnc_maxn，即同一时段中筛选出pnc_max1为最大非主要容性消耗功率，pnc_max2为次大非主要容性消耗功率，pnc_maxn为最小非主要容性消耗功率，其中，下标第一个n表示非主要负荷，c表示负荷类型为容性，下标最后的n表示第n个非主要容性负荷，且下标最后的1，2，…，n均为整数；
定义n个非主要感性负荷平均功率分别为pns_ave1，pns_ave2……pns_aven，并通过顺序函数式sort(processDate(pns_ave1，pns_ave2……pns_aven，pState，n)，′descend′)依次筛选出由大到小非主要感性消耗功率为pns_max1，pns_max2……pns_maxn，即同一时段中筛选出pns_max1为最大非主要感性消耗功率，pns_max2为次大非主要感性消耗功率，pns_maxn为最小非主要感性消耗功率，其中，下标第一个n表示非主要负荷，s表示负荷类型为感性，下标最后的n表示第n个非主要感性负荷，且下标最后的1，2，...，n均为整数；
定义n个非主要阻性负荷平均功率分别为pnb_ave1，pnb_ave2……pnb_aven，并通过顺序函数式sort(processDate(pnb_ave1，pnb_ave2……pnb_aven，pstate，n)，′descend′)依次筛选出由大到小非主要阻性消耗功率为pnb_max1，pnb_max2……pnb_maxn，即同一时段中筛选出pnb_max1为最大非主要阻性消耗功率，pnb_max2为次大非主要阻性消耗功率，pnb_maxn为最小非主要阻性消耗功率，其中，下标第一个n表示非主要负荷，b表示负荷类型为阻性，下标最后的n表示第n个非主要阻性负荷，且下标最后的1，2，…，n均为整数；
另外，上述三个顺序函数式中sort为某一时间段的排序函数；processDate为筛选在线状态负荷设备的函数；pState为负荷设备状态，n为负荷设备数量。
在本实施例1中，进一步地，步骤S103中，自适应多负荷响应控制器除了获取每台负荷设备实时功率外，还通过每个控制开关回路串接电流表和总的出口并联的负荷设备的电压、频率检测传感器，实时监测获取每个端口的负荷电流、出口电压、频率及功率因数计算，确定每台负荷设备的工作状态。
在本实施例1中，进一步地，步骤S103减载函数及步骤S104中，S1，S2，…，Sn负荷设备的减载顺序的分析过程如下：
计算预设时间段内每一时刻的历史功率数据；
对预设时间段内所有时刻的历史功率数据求平均，得到预设时间段内的历史平均功率数据；
根据所述历史平均功率数据，分析得到负荷设备的消耗功率(具体计算步骤见上述对于非主要负荷在预设时间段内的历史平均功率数据的具体分析过程)；
为防止在离网时刻所有负荷设备同时关闭，造成微电网电压发生突变，因此自适应多负荷响应控制器依据历史数据和此时刻S1，S2，...，Sn负荷设备消耗功率情况进行分别控制，此外任意时刻负荷设备S1，S2，…，Sn的消耗功率都可能发生改变，由此进一步分析判断此刻S1，S2，...，Sn负荷设备由大到小的消耗功率顺序，以及未来24小时时间的S1，S2，...，Sn设备由大到小消耗功率顺序。
由于负荷设备的消耗功率随时间改变，需要剔除当前时刻下不在线的负荷设备，使用进程函数processDate进行筛选，剔除当前不在线的负荷设备，方便精准控制，得到此时所有在线设备功率集合G1，G1函数式如下：
G1＝processDate(PS1、PS2...PSn，PSnState，n)，
当PSnState＝1时表示设备在线，当PSnState＝0时表示设备不在线，通过进程筛选函数式G1将当前不在线的设备进行剔除，得到此时所有在线设备功率集合G1，函数式G1中，S1为第1台负荷设备，S2为第2台负荷设备，Sn为第n台负荷设备，n为≥1的整数，PS1为第1台负荷设备某一时刻的消耗功率，PS2为第2台负荷设备某一时刻的消耗功率，PSn为第n台负荷设备某一时刻的消耗功率，processDate为筛选剔除不在线负荷设备的函数，PSnState为负荷设备状态，n为负荷设备数量；
根据当前时刻下在线的n台负荷设备的消耗功率顺序，采用sort排序函数式构建当前时刻下负荷设备消耗功率由大到小降序函数式G2，如下：
G2＝sort(processDate(PS1、PS2...PSn，PSnState，n)，′descend′)；
G2为此时刻在线设备的功率由大到小排列集合，根据所述降序函数式进行由大到小依次减载，实时调整某一时刻下负荷设备的减载顺序；
其中，S1为第1台负荷设备，S2为第2台负荷设备，Sn为第n台负荷设备，n为≥1的整数；PS1为第1台负荷设备某一时刻的消耗功率，PS2为第2台负荷设备某一时刻的消耗功率，PSn为第n台负荷设备某一时刻的消耗功率；sort为当前时刻的降序函数；processDate为筛选剔除不在线负荷设备的函数；顺序函数式中的PSnState为负荷设备状态，n为负荷设备数量，′descend′表示为降序排列。
进一步地，计算目标减载设备需要减载的减载功率值p′的公式如下：
p′＝min(p2-PS1，p2-PS2，...，p2-PSn)，
其中，p′表示目标减载设备需要减载的减载功率值；
所述负荷设备减载顺序函数在某一时刻随着微电网频率变化而更新，根据离网时刻下目标减载设备需要减载的减载功率值p′，选取与所述减载功率值p′相对应的负荷设备在离网时刻下的消耗功率，依次反复迭代，直至目标减载功率值p2为零。
例如，当前微电网内一共有5台非重要负荷S1、S2、S3、S4、S5，即n＝5。S1为第1台负荷设备、S2为第2台负荷设备、S3为第3台负荷设备、S4为第4台负荷设备、S5为第5台负荷设备。
假设，选定某一时刻T，在此时刻T下，PS1为第1台负荷设备的消耗功率为3kW，PS2为第2台负荷设备的消耗功率为5kW，PS3为第3台负荷设备的消耗功率为0kW，PS4为第4台负荷设备的消耗功率为10kW，PS5为第5台负荷设备的消耗功率为8kW。可得，此时刻T下，PS3State＝0，判定PS3State为负荷设备S3状态为不在线。PS1State、PS2State、PS4State、PS5State均为1，表明负荷设备S1、S2、S4、S5均为在线状态。
其次，通过processDate函数剔除不在线负荷设备，公式为：
processDate(3、5、0、10、8，1、1、0、1、1，5)＝PS1、PS2、PS4、PS5；
在当前时刻T下，S1，S2，…，S5负荷设备由大到小的消耗功率减载顺序函数式可表述为：
sort(processDate(PS1、PS2...PSn，PSnState，n)，′descend′)＝sort(PS1、PS2、PS4、PS5，′descend′)＝PS4、PS5、PS2、PS1；
即在当前时刻T下，S1、S2……S5负荷设备由大到小的消耗功率减载顺序为PS4、PS5、PS2、PS1。
实施例2
如图2所示，本实施例2提供了一种自适应多负荷响应控制器，包括：控制器模块、多接口多协议通讯模块、短路监测模块、电压传感器、电流传感器、接触器驱动模块和n个接触器，即图1中的K1，K2，...，Kn分别为第一个接触器，第二个接触器，...，第n个接触器；
其中，每个接触器的输入端Ki_1，Ki_2，...，Ki_n均与微电网连接，同时与并联在微电网上的电压传感器V连接，每个接触器的输出端Ko_1，Ko_2，...，Ko_n均分别串联一个对应的电流传感器A1，A2，…，An，并通过对应的电流传感器A1，A2，…，An分别与相应的负荷设备S1，S2，…，Sn连接，每个接触器的控制端K1，K2，…，Kn分别与接触器驱动模块的输出端Qo_1，...，Qo_n连接；接触器驱动模块的输入端Qi_1，...，Qi_n均与控制器模块的输出端连接；电流传感器A1，A2，...，An的输出端分别与短路监测模块的输入端Ji_1，…，Ji_n连接；短路监测模块的输出端Ro与控制器模块的输入端Ri连接，短路监测模块用于监测短路状态；多接口多协议通讯模块的输出端R/T2与控制器模块的R/T1连接，多接口多协议通讯模块通讯接口R/T3通过通讯线与负荷设备S1，S2，...，Sn通讯口连接；
所述接触器驱动模块中设置有n个闭锁控制端，所述n个闭锁控制端通过接触器驱动模块的输入端Ji与短路监测模块输出端Jo连接，短路监测模块将闭锁数据传送到接触器驱动模块中，短路监测模块根据所述控制器模块采集的负荷设备S1，S2，...，Sn的短路状态，通过闭锁控制端打开或闭锁对应接触器；
所述控制器模块用于接收电流传感器A1，A2，…，An采集的电流数据、电压传感器V采集的电压数据以及负荷设备S1，S2，…，Sn的短路状态，控制器模块通过接触器驱动模块控制对接触器K1，K2，…，Kn的接通与关闭。
上述技术方案中，控制器模块同时也采集电压传感器V采集的电压数据和频率传感器数据。另外，当某一个负荷设备故障短路时，短路监测模块能够快速断开该负荷设备与微电网的连接，并将故障状态锁定；当短路监测模块监测到故障排除后，短路监测模块将对应的的闭锁控制端变为解除状态。
如图3所示，为应用了本实施例2中的自适应多负荷响应控制器后的微电网拓扑结构示意图。
本申请中，自适应多负荷响应控制器的工作原理如下：
首先，由于自适应多负荷响应控制器所安装环境不具备与上级通讯条件，自适应多负荷响应控制器通过检测微电网电压变化率阈值和频率变化阈值，识别离网状态及控制相应。并通过对应的控制方法执行控制策略。
当微电网在并网工作状态时，自适应多负荷响应控制器依据当前时刻和历史数据进行负荷设备的工作功率及状态预分析，为了避免在微电网离网状态发生急剧变化，对减载的负荷设备进行类型、功率和电网质量分析，当微电网发生离网运行时自适应多负荷响应控制器根据分析结果，将多负荷设备分时通过自适应多负荷响应控制器的接触器驱动模块控制多个负荷设备相对应的接触器与微电网断开。
当微电网在并网工作状态时，自适应多负荷响应控制器的短路监测模块用于监测自适应多负荷响应控制器与负荷设备是否发生短路，当短路监测模块监测到有短路情况发生时，自适应多负荷响应控制器的控制器模块首先向接触器驱动模块发送指令控制与负荷设备对应的接触器断开，同时，接触器驱动模块向控制器模块反馈短路状态信号，控制器模块闭锁，即接触器驱动模块控制接触器断开，并通过LED灯光闪烁提示此时发生短路情况。当短路监测模块监测无短路情况发生时，自适应多负荷响应控制器的控制器模块解锁控制接触器驱动模块将接触器接通，同时，LED灯光常亮显示，以提示自适应多负荷响应控制器曾经发生过短路。
需要特别说明的是，在本申请的实施例中，字母n代表了多个含义，但是根据具体场景或公式中均有作出不同的解释说明，因此，并不会导致本申请的技术方案不清楚，不能认为是对本申请技术方案的限制。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种自适应多负荷响应控制器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101，自适应多负荷响应控制器实时读取非主要负荷数据及微电网相关参数，并对非主要负荷在预设时间段内的历史平均功率数据进行计算，同时，初始化预设微电网并网电压变化率阈值、微电网离网电压变化率阈值、第一微电网电压变化系数和第二微电网电压变化系数；其中，所述预设时间段根据采样精度设置，不同的采样精度对应的预设时间段不同，且预设时间段内的功率数据包括当前时刻的功率数据及当前时刻之前的历史功率数据，所述第一微电网电压变化系数是由于单位负荷功率变化造成的，所述第二微电网电压变化系数是由于单位无功率变化造成的；
S102，自适应多负荷响应控制器实时监测微电网的电压变化率，依据前一时刻微电网离网或并网状态，通过当前时刻微电网并网电压变化率阈值或微电网离网电压变化率阈值，识别当前微电网所处状态，并依据电压变化率阈值执行并网或离网切换，以及根据所述非主要负荷的功率因数判断需要减载的负荷类型；
S103，根据负荷设备实时功率和负荷设备的工作状态，并分析比较所述非主要负荷在预设时间段内的历史平均功率数据，分析得到未来某一预设时间段内负荷设备的消耗功率；
S104，根据所述历史平均功率数据和所述消耗功率，构建微电网离网状态下负荷设备的减载顺序函数，其中，减载顺序函数实时更新，相应地负荷设备的减载顺序也在实时更新；
S105，根据所述减载顺序函数和负荷设备的出口电压以及微电网离网电压变化率阈值或微电网离网切换频率阈值，确定负荷设备的减载顺序，包括：
S1050，当自适应多负荷响应控制器监测到微电网的电压变化率
Figure FDA0003357508050000011
或微电网离网切换频率ft1≤fβ时，微电网处于离网状态，自适应多负荷响应控制器快速响应读取当前的功率因数α，并按照当前预设时间段内的负荷设备的减载顺序，对负荷设备进行减载，其中，ΔUw表示负荷设备的出口电压变化量，λoff为微电网离网电压变化率阈值；
Figure FDA0003357508050000012
表示微电网单位时间内的电压变化率，T表示采样周期；
S1051，当自适应多负荷响应控制器关闭到特定的负荷设备时，自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac≥δu·Uugb时，自适应多负荷响应控制器通过开关控制器模块暂停对剩余负荷设备的关闭，并按照当前的功率因数和预设时间段内剩余负荷设备的减载顺序，通过开关控制器模块逆向恢复负荷设备运行；
S1052，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac±5％≤δuUugb时，自适应多负荷响应控制器按照当前负荷状态维持运行；
S1053，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac≤δl·Ulgb时，自适应多负荷响应控制器通过开关控制器模块按照当前预设时间段内剩余负荷设备的减载顺序，对剩余负荷设备继续减载；
S1054，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac±5％≥δlUlgb时，自适应多负荷响应控制器按照当前负荷状态维持运行，其中，Uac表示出口电压，δu表示上限电压波动系数范围，取值范围为0.9-1.0，Uugb表示电压上限标准，δl表示下限电压波动系数范围，取值范围为1.0-1.1，Ulgb表示电压下限标准；
S106，根据所述负荷设备的出口电压和微电网并网电压变化率阈值，确定负荷设备的投入运行顺序，包括：
S1060，当自适应多负荷响应控制器监测到微电网的电压变化率
Figure FDA0003357508050000021
时，自适应多负荷响应控制器将负荷设备按照消耗功率从小到大依次投入运行，其中，ΔUw表示负荷设备的出口电压变化量，λon为微电网并网电压变化率阈值；
Figure FDA0003357508050000022
表示微电网电压变化率，T表示采样周期；
S1061，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac≥δu·Uugb时，自适应多负荷响应控制器通过开关控制器模块将剩余负荷设备由小到大依次投入运行；
S1062，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac±5％≤δuUugb时，自适应多负荷响应控制器按照当前负荷状态维持运行；
S1063，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac≤δl·Ulgb时，自适应多负荷响应控制器通过开关控制器模块暂停对剩余设备的投入运行，并依据功率因数原则从小到大对投入运行设备依次禁止运行；
S1064，当自适应多负荷响应控制器中的控制器模块监测到负荷设备的出口电压Uac±5％≥δlUlgb时，自适应多负荷响应控制器按照当前负荷状态维持运行，其中，Uac表示出口电压，δu表示上限电压波动系数范围，取值范围为0.9-1.0，Uugb表示电压上限标准，δl表示下限电压波动系数范围，取值范围为1.0-1.1，Ulgb表示电压下限标准。
2.根据权利要求1所述的一种自适应多负荷响应控制器的控制方法，其特征在于，自适应多负荷响应控制器实时监测微电网的电压变化率，依据前一时刻微电网离网或并网状态，通过当前时刻微电网并网电压变化率阈值或微电网离网电压变化率阈值，识别当前微电网所处状态，并依据电压变化率阈值执行并网或离网切换，以及根据所述非主要负荷的功率因数判断需要减载的负荷类型包括：
根据自适应多负荷响应控制器实时监测微电网的电压变化率
Figure FDA0003357508050000023
判断负荷功率变化和无功功率变化对微电网电压的影响；
将前一时刻采集的出口电压Ut0-1与当前时刻的电压Ut0差的绝对值，分别减去的当前负荷变化功率ΔPS与第一微电网电压变化系数βP乘积的差值，以及当前变化无功功率ΔQ与第二微电网电压变化系数βQ乘积的差值，公式如下：
ΔUw＝|Ut0-Ut0-1|-βP·ΔPS-βQ·ΔQ，
其中，Ut0-1为前一时刻采集的出口电压，Ut0为当前时刻采集的出口电压，βP为第一微电网电压变化系数，计算公式为
Figure FDA0003357508050000031
βQ为第二微电网电压变化系数，计算公式为
Figure FDA0003357508050000032
ΔUP为单位负荷功率变化造成的微电网电压变化，ΔUQ为单位无功功率变化造成的微电网电压变化；ΔPS为前一时刻采集的所有非主要负荷功率∑PSi_t0-1与当前时刻采集的所有非主要负荷功率差∑PSi_t0的绝对值，计算公式为ΔPS＝|∑PSi_t0-∑PSi_t0-1|；
由于无功功率
Figure FDA0003357508050000033
所以自适应多负荷响应控制器出口端的无功功率为：前一时刻采集的功率因数αt0、当前时刻采集的功率因数αt0-1、前一时刻采集的所有非主要负荷功率∑PSi_t0-1和当前时刻采集的所有非主要负荷功率差∑PSi_t0的函数关系为
Figure FDA0003357508050000034
当功率因数0.9≤α≤1时，自适应多负荷响应控制器控制非主要阻性消耗功率从大到小进行减载；
当功率因数α≤0.8时，自适应多负荷响应控制器控制非主要感性消耗功率从大到小进行减载；
当功率因数0.8＜α＜0.95时，自适应多负荷响应控制器控制非主要感性消耗功率和非主要容性负荷同时从大到小进行减载，其中，α表示功率因数。
3.根据权利要求1所述的一种自适应多负荷响应控制器的控制方法，其特征在于，根据所述历史平均功率数据和所述消耗功率，构建微电网离网状态下负荷设备的减载顺序函数，包括：
计算预设时间段内每一时刻的历史功率数据；
对预设时间段内所有时刻的历史功率数据求平均，得到预设时间段内的历史平均功率数据；
根据所述历史平均功率数据，分析得到负荷设备的消耗功率；
由于负荷设备的消耗功率随时间改变，需要剔除当前时刻下不在线的负荷设备，使用进程函数processDate进行筛选，剔除当前不在线的负荷设备，方便精准控制，得到此时所有在线设备功率集合G1，G1函数式如下：
G1＝processDate(PS1、PS2...PSn，PSnState，n)，
当PSnState＝1时表示设备在线，当PSnState＝0时表示设备不在线，通过进程筛选函数式G1将当前不在线的设备进行剔除，得到此时所有在线设备功率集合G1，函数式G1中，S1为第1台负荷设备，S2为第2台负荷设备，Sn为第n台负荷设备，n为≥1的整数，PS1为第1台负荷设备某一时刻的消耗功率，PS2为第2台负荷设备某一时刻的消耗功率，PSn为第n台负荷设备某一时刻的消耗功率，processDate为筛选剔除不在线负荷设备的函数，PSnState为负荷设备状态，n为负荷设备数量；
根据当前时刻下在线的n台负荷设备的消耗功率顺序，采用sort排序函数式构建当前时刻下负荷设备消耗功率由大到小降序函数式G2，如下：
G2＝sort(processDate(PS1、PS2...PSn，PSnState，n),'descend')；
G2为此时刻在线设备的功率由大到小排列集合，根据所述降序函数式进行由大到小依次减载，实时调整某一时刻下负荷设备的减载顺序；
其中，S1为第1台负荷设备，S2为第2台负荷设备，Sn为第n台负荷设备，n为≥1的整数；PS1为第1台负荷设备某一时刻的消耗功率，PS2为第2台负荷设备某一时刻的消耗功率，PSn为第n台负荷设备某一时刻的消耗功率；sort为当前时刻的降序函数；processDate为筛选剔除不在线负荷设备的函数；顺序函数式中的PSnState为负荷设备状态，n为负荷设备数量，'descend'表示为降序排列。
4.根据权利要求3所述的一种自适应多负荷响应控制器的控制方法，其特征在于，所述负荷设备减载顺序函数中减载功率的计算包括：
计算自适应多负荷响应控制器的目标减载功率值，公式如下：
Figure FDA0003357508050000041
其中，f0为标准频率50Hz；Δf为离网时刻的微电网频率与前一时刻的微电网频率差的绝对值；p1为已减载功率值；p2为目标减载功率值；
计算目标减载设备需要减载的减载功率值p'，公式如下：
p'＝min(p2-PS1，p2-PS2，...,p2-PSn)，
其中，p′表示目标减载设备需要减载的减载功率值；
所述负荷设备减载顺序函数在某一时刻随着微电网频率变化而更新，根据离网时刻下目标减载设备需要减载的减载功率值p′，选取与所述减载功率值p′相对应的负荷设备在离网时刻下的消耗功率，依次反复迭代，直至目标减载功率值p2为零。
5.根据权利要求1所述的一种自适应多负荷响应控制器的控制方法，其特征在于，所述自适应多负荷响应控制器获取每台负荷设备实时功率，并且通过每个控制开关回路串接电流表和总的出口并联的负荷设备的电压、频率检测传感器，实时监测获取每个端口的负荷电流、出口电压、频率及功率因数计算，确定每台负荷设备的工作状态。
6.根据权利要求1所述的一种自适应多负荷响应控制器的控制方法，其特征在于，所述非主要负荷包括非主要阻性负荷、非主要容性负荷和非主要感性负荷，负荷类型包括感性Sen、容性Cap和阻性Bloc；并且需要对负荷类型、功率、主要负荷Main和非主要负荷non-main以及微电网并离网切换频率阈值fβ进行初始化。
7.一种自适应多负荷响应控制器，其特征在于，采用了如权利要求1-6任意一项所述的一种自适应多负荷响应控制器的控制方法，所述自适应多负荷响应控制器包括：控制器模块、多接口多协议通讯模块、短路监测模块、电压传感器、电流传感器、接触器驱动模块和接触器；
其中，接触器的输入端与微电网连接，微电网与电压传感器连接，接触器的输出端通过电流传感器与负荷设备连接，接触器的控制端与接触器驱动模块的输出端连接；接触器驱动模块的输入端与控制器模块的输出端连接；电流传感器的输出端与短路监测模块的输入端连接；短路监测模块的输出端与控制器模块的输入端连接，短路监测模块用于监测短路状态；多接口多协议通讯模块的输出端与控制器模块连接，用于将微电网运行信息上传至主电网；
所述接触器驱动模块中设置有n个闭锁控制端，通过短路监测模块与接触器驱动模块通信连接，并根据控制器模块采集的负荷设备的短路状态控制所述接触器驱动模块对应的闭锁控制端的接通与关闭；
所述控制器模块用于接收电流传感器采集的电流数据、电压传感器采集的电压数据以及负荷设备的短路状态，控制器模块通过单位时间内的电压变化率阈值，判断微电网的离网状态，控制器模块通过接触器驱动模块控制对接触器的接通与关闭。
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