CN117013558A - 微电网的控制方法及装置、电源的控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
提供了一种微电网的控制方法及装置、电源的控制方法及装置。所述微电网的控制方法包括：获取微电网中各个电源集群的阻抗值；根据获取的阻抗值，确定微电网是否发生动态扰动；当确定微电网发生动态扰动时，根据获取的阻抗值，对微电网进行控制，以使微电网恢复至稳定运行状态，其中，每个电源集群包括至少一组支持型电源和/或至少一组主支撑型电源。
Description
技术领域
本公开总体说来涉及电力技术领域，更具体地讲，涉及一种微电网的控制方法及装置、电源的控制方法及装置。
背景技术
随着区域电力系统(例如，区域零碳电力系统)的发展，系统不确定性和稳定性越来越受到挑战。由于高比例的可再生能源(以下，也称为新能源)接入，区域电力系统表现为系统转动惯量弱、稳定性不强、抗扰动能力弱以及故障发生后稳定恢复能力减弱。如何在提高可再生能源渗透比的同时，维持系统在扰动下的稳定性是摆在人们面前的一项重要议题。
大负荷或大量分布式电源输出功率的波动、故障(如故障出现或者清除故障)都将造成系统严重扰动。对于扰动，微电网动态扰动控制系统应予精准识别，故障探测信号将快速返回正常值，确保断路器不跳闸。尤其在面对新能源就地消纳的35kV及以下的微电网，在新能源渗透率较高时，容易引起动态电压振荡和功角摇摆问题，严重危害系统稳定运行以及设备的绝缘。
发明内容
本公开的示例性实施例在于提供一种微电网的控制方法及装置、电源的控制方法及装置，其能够快速、准确识别微电网是否发生动态扰动，并在微电网发生动态扰动时，控制微电网恢复至稳定运行状态。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种微电网的控制方法，包括：获取微电网中各个电源集群的阻抗值；根据获取的阻抗值，确定微电网是否发生动态扰动；当确定微电网发生动态扰动时，根据获取的阻抗值，对微电网进行控制，以使微电网恢复至稳定运行状态，其中，每个电源集群包括至少一组支持型电源和/或至少一组主支撑型电源。
可选地，根据获取的阻抗值，确定微电网是否发生动态扰动的步骤包括：当至少一个电源集群处的阻抗值满足第一预设条件时，确定微电网出现动态扰动，其中，第一预设条件为持续处于第一阻抗区间的时长达到预设时长。
可选地，根据获取的阻抗值，对微电网进行控制的步骤包括：针对阻抗值满足第二预设条件的每个电源集群，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组电源进行控制，其中，第二预设条件为持续处于第二阻抗区间的时长达到预设时长，第一阻抗区间包括第二阻抗区间。
可选地，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组电源进行控制的步骤包括：根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组支持型电源进行无功控制；和/或，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组主支撑型电源进行有功控制及无功控制。
可选地，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组支持型电源进行无功控制的步骤包括：针对该电源集群中的至少一组支持型电源中的至少一个支持型电源，根据该电源集群处的阻抗值以及以下项之中的至少一项确定相应支持型电源的输出电压参考值，以用于控制该支持型电源：微电网的额定电压，相应支持型电源的最大功率跟踪值、功率因数、输出电流反馈值、有功输出参考值。
可选地，针对该电源集群中的至少一组支持型电源中的至少一个支持型电源，确定相应支持型电源的输出电压参考值的步骤包括：基于相应支持型电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定相应支持型电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值；基于相应支持型电源的阻性分量参考值和有功输出参考值，以及该电源集群处的阻抗值中的阻性分量，确定相应支持型电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于相应支持型电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定相应支持型电源的d轴电压参考值；基于相应支持型电源的感性分量参考值和该电源集群处的阻抗值中的感性分量，确定相应支持型电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于相应支持型电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定相应支持型电源的q轴电压参考值；对相应支持型电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到相应支持型电源的交流输出电压参考值。
可选地，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组主支撑型电源进行有功控制及无功控制的步骤包括：针对该电源集群中的至少一组主支撑型电源中的至少一个主支撑型电源，根据该电源集群处的阻抗值以及以下项之中的至少一项确定相应主支撑型电源的输出电压参考值，以用于控制该主支撑型电源：微电网的额定电压，相应主支撑型电源的最大功率跟踪值、功率因数、电流反馈值、直流电压设定值、直流电压反馈值。
可选地，针对该电源集群中的所述至少一组主支撑型电源中的至少一个主支撑型电源，确定相应主支撑型电源的输出电压参考值的步骤包括：基于相应主支撑型电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定相应主支撑型电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值；基于相应主支撑型电源的阻性分量参考值、直流电压设定值及直流电压反馈值，以及该电源集群处的阻抗值中的阻性分量，确定相应主支撑型电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于相应主支撑型电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定相应主支撑型电源的d轴电压参考值；基于相应主支撑型电源的感性分量参考值和该电源集群处的阻抗值中的感性分量，确定相应主支撑型电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于相应主支撑型电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定相应主支撑型电源的q轴电压参考值；对相应主支撑型电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到相应主支撑型电源的交流输出电压参考值。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种电源的控制方法，包括：获取电源所在电源集群的阻抗值；当所述阻抗值满足预设条件时，根据所述阻抗值对所述电源进行控制，以使所述电源集群所在的微电网恢复至稳定运行状态，其中，所述预设条件包括：持续处于预设阻抗区间的时长达到预设时长。
可选地，根据所述阻抗值对所述电源进行控制的步骤包括：当所述电源为支持型电源时，根据所述阻抗值，对所述电源进行无功控制；和/或，当所述电源为主支撑型电源时，根据所述阻抗值，对所述电源进行有功控制及无功控制。
可选地，当所述电源为支持型电源时，根据所述阻抗值对所述电源进行无功控制的步骤包括：根据所述阻抗值以及以下项之中的至少一项确定所述电源的输出电压参考值，以用于控制所述电源：微电网的额定电压，所述电源的最大功率跟踪值、功率因数、输出电流反馈值、有功输出参考值。
可选地，当所述电源为支持型电源时，确定所述电源的输出电压参考值的步骤包括：基于所述电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定所述电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值；基于所述电源的阻性分量参考值和有功输出参考值，以及所述阻抗值中的阻性分量，确定所述电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定所述电源的d轴电压参考值；基于所述电源的感性分量参考值和所述阻抗值中的感性分量，确定所述电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定所述电源的q轴电压参考值；对所述电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到所述电源的交流输出电压参考值。
可选地，当所述电源为主支撑型电源时，根据所述阻抗值对所述电源进行有功控制及无功控制的步骤包括：根据所述阻抗值以及以下项之中的至少一项确定所述电源的输出电压参考值，以用于控制所述电源：微电网的额定电压，所述电源的最大功率跟踪值、功率因数、电流反馈值、直流电压设定值、直流电压反馈值。
可选地，当所述电源为主支撑型电源时，确定所述电源的输出电压参考值的步骤包括：基于所述电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定所述电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值；基于所述电源的阻性分量参考值、直流电压设定值及直流电压反馈值，以及所述阻抗值中的阻性分量，确定所述电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定所述电源的d轴电压参考值；基于所述电源的感性分量参考值和所述阻抗值中的感性分量，确定所述电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定所述电源的q轴电压参考值；对所述电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到所述电源的交流输出电压参考值。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种微电网的控制装置，包括：阻抗获取单元，被配置为获取微电网中各个电源集群的阻抗值；动态扰动判断单元，被配置为根据获取的阻抗值，确定微电网是否发生动态扰动；控制单元，被配置为当确定微电网发生动态扰动时，根据获取的阻抗值，对微电网进行控制，以使微电网恢复至稳定运行状态，其中，每个电源集群包括至少一组支持型电源和/或至少一组主支撑型电源。
可选地，动态扰动判断单元被配置为：当至少一个电源集群处的阻抗值满足第一预设条件时，确定微电网出现动态扰动，其中，第一预设条件为持续处于第一阻抗区间的时长达到预设时长。
可选地，控制单元被配置为：针对阻抗值满足第二预设条件的每个电源集群，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组电源进行控制，其中，第二预设条件为持续处于第二阻抗区间的时长达到预设时长，第一阻抗区间包括第二阻抗区间。
可选地，控制单元被配置为：针对阻抗值满足第二预设条件的每个电源集群，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组支持型电源进行无功控制；和/或，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组主支撑型电源进行有功控制及无功控制。
可选地，控制单元被配置为：针对该电源集群中的至少一组支持型电源中的至少一个支持型电源，根据该电源集群处的阻抗值以及以下项之中的至少一项确定相应支持型电源的输出电压参考值，以用于控制该支持型电源：微电网的额定电压，相应支持型电源的最大功率跟踪值、功率因数、输出电流反馈值、有功输出参考值。
可选地，控制单元被配置为：基于相应支持型电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定相应支持型电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值；基于相应支持型电源的阻性分量参考值和有功输出参考值，以及该电源集群处的阻抗值中的阻性分量，确定相应支持型电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于相应支持型电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定相应支持型电源的d轴电压参考值；基于相应支持型电源的感性分量参考值和该电源集群处的阻抗值中的感性分量，确定相应支持型电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于相应支持型电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定相应支持型电源的q轴电压参考值；对相应支持型电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到相应支持型电源的交流输出电压参考值。
可选地，控制单元被配置为：针对该电源集群中的至少一组主支撑型电源中的至少一个主支撑型电源，根据该电源集群处的阻抗值以及以下项之中的至少一项确定相应主支撑型电源的输出电压参考值，以用于控制该主支撑型电源：微电网的额定电压，相应主支撑型电源的最大功率跟踪值、功率因数、电流反馈值、直流电压设定值、直流电压反馈值。
可选地，控制单元被配置为：基于相应主支撑型电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定相应主支撑型电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值；基于相应主支撑型电源的阻性分量参考值、直流电压设定值及直流电压反馈值，以及该电源集群处的阻抗值中的阻性分量，确定相应主支撑型电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于相应主支撑型电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定相应主支撑型电源的d轴电压参考值；基于相应主支撑型电源的感性分量参考值和该电源集群处的阻抗值中的感性分量，确定相应主支撑型电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于相应主支撑型电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定相应主支撑型电源的q轴电压参考值；对相应主支撑型电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到相应主支撑型电源的交流输出电压参考值。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种电源的控制装置，包括：阻抗获取单元，被配置为获取电源所在电源集群的阻抗值；控制单元，被配置为当所述阻抗值满足预设条件时，根据所述阻抗值对所述电源进行控制，以使所述电源集群所在的微电网恢复至稳定运行状态，其中，所述预设条件包括：持续处于预设阻抗区间的时长达到预设时长。
可选地，控制单元被配置为：当所述电源为支持型电源时，根据所述阻抗值，对所述电源进行无功控制；和/或，当所述电源为主支撑型电源时，根据所述阻抗值，对所述电源进行有功控制及无功控制。
可选地，控制单元被配置为：当所述电源为支持型电源时，根据所述阻抗值以及以下项之中的至少一项确定所述电源的输出电压参考值，以用于控制所述电源：微电网的额定电压，所述电源的最大功率跟踪值、功率因数、输出电流反馈值、有功输出参考值。
可选地，控制单元被配置为：基于所述电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定所述电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值；基于所述电源的阻性分量参考值和有功输出参考值，以及所述阻抗值中的阻性分量，确定所述电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定所述电源的d轴电压参考值；基于所述电源的感性分量参考值和所述阻抗值中的感性分量，确定所述电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定所述电源的q轴电压参考值；对所述电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到所述电源的交流输出电压参考值。
可选地，控制单元被配置为：当所述电源为主支撑型电源时，根据所述阻抗值以及以下项之中的至少一项确定所述电源的输出电压参考值，以用于控制所述电源：微电网的额定电压，所述电源的最大功率跟踪值、功率因数、电流反馈值、直流电压设定值、直流电压反馈值。
可选地，控制单元被配置为：基于所述电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定所述电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值；基于所述电源的阻性分量参考值、直流电压设定值及直流电压反馈值，以及所述阻抗值中的阻性分量，确定所述电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定所述电源的d轴电压参考值；基于所述电源的感性分量参考值和所述阻抗值中的感性分量，确定所述电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定所述电源的q轴电压参考值；对所述电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到所述电源的交流输出电压参考值。
根据本公开实施例的第五方面，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被处理器执行时，促使所述处理器执行如上所述的微电网的控制方法或如上所述的电源的控制方法。
根据本公开实施例的第六方面，提供一种微电网的控制器，所述控制器包括：处理器；存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，促使所述处理器执行如上所述的微电网的控制方法。
根据本公开实施例的第七方面，提供一种电源的控制器，所述控制器包括：处理器；存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，促使所述处理器执行如上所述的电源的控制方法。
根据本公开的示例性实施例的微电网的控制方法及装置、电源的控制方法及装置，通过在微电网主支撑型电源和/或微电网支持型电源点处测得的阻抗值，来识别微电网是否发生动态扰动，并在微电网发生动态扰动时，基于测得的阻抗值，控制微电网恢复至稳定运行状态。
将在接下来的描述中部分阐述本公开总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本公开总体构思的实施而得知。
附图说明
通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的描述，本公开示例性实施例的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出根据本公开的示例性实施例的微电网系统的拓扑图；
图2示出根据本公开的示例性实施例的微电网稳定运行状态下的测量电压曲线；
图3示出根据本公开的示例性实施例的微电网稳定运行状态下的电压电流矢量图；
图4示出根据本公开的示例性实施例的微电网动态不稳定运行状态下的测量电压电流曲线；
图5示出根据本公开的示例性实施例的微电网动态不稳定运行状态下的电压电流矢量图；
图6示出根据本公开的示例性实施例的微电网的控制方法的流程图；
图7示出根据本公开的示例性实施例的阻抗计算等效图；
图8示出根据本公开的示例性实施例的微电网系统动态不稳定时的测量阻抗图；
图9示出根据本公开的示例性实施例的各个范围的振荡区间的示意图；
图10示出根据本公开的示例性实施例的根据电源集群处的阻抗值确定电源集群中的支持型电源的输出电压参考值的方法的流程图；
图11和图12示出根据本公开的示例性实施例的根据电源集群处的阻抗值确定电源集群中的支持型电源的输出电压参考值的方法的框图；
图13示出根据本公开的示例性实施例的根据电源集群处的阻抗值确定电源集群中的主支撑型电源的输出电压参考值的方法的流程图；
图14和图15示出根据本公开的示例性实施例的根据电源集群处的阻抗值确定电源集群中的主支撑型电源的输出电压参考值的方法的框图；
图16示出根据本公开的示例性实施例的电源的控制方法的流程图；
图17示出根据本公开的示例性实施例的根据阻抗值确定电源的输出电压参考值的方法的流程图；
图18示出根据本公开的另一示例性实施例的根据阻抗值确定电源的输出电压参考值的方法的流程图；
图19示出根据本公开的示例性实施例的微电网的控制装置的结构框图；
图20示出根据本公开的示例性实施例的电源的控制装置的结构框图。
具体实施方式
现将详细参照本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指的是相同的部件。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本公开。
较大容量的微电网电压等级一般为35kV以下的局部电力系统，除了传统的电力系统及变电站以外，其余部分主要是包含负荷，包含分布式可再生能源、储能等一次系统以及保护稳定控制等二次系统组成的电力系统。图1示出根据本公开的示例性实施例的微电网系统的拓扑图，微电网系统可独立运行或与电网系统弱联系运行。
如图1所示，微电网系统主要包括电网主支撑型变流器类型发电机(Grid formingCBG，简称电网主支撑型电源)、电网跟随型变流器类型发电机(Grid following CBG，简称电网跟随型电源)、电网支持型变流器类型发电机(Grid supporting CBG，简称电网支持型电源)、微电网内负荷以及输配电线路等。微电网系统各段母线电压等级通常为10kV～35kV。电网主支撑型电源(Grid forming CBG)可定义为：通过可控电压源变流器连接到电网的发电机，具有控制电网电压和频率的能力。电网支持型电源(Grid supporting CBG)可定义为：通过电压源或电流源变流器连接到电网的发电机，具有主动辅助调节电网频率和电压的能力。电网跟随型电源(Grid following CBG)可定义为：通过电流源变流器连接到电网的发电机，其不具有主动辅助调节电网频率和电压的能力。
下面对图1所示的微电网系统拓扑中各个节点进行解释，母线I表示微电网母线分段第一段，母线II表示微电网母线分段第二段，母线III表示微电网母线分段第三段。微电网通过母线II段与主电网并网连接，该并网点(POC)的电压一般在10kV～35kV电压等级。各段母线上的CB4、CB8、CB12为负荷断路器，母线上的出线通过降压变压器进行低压供电。各段母线上的CB2、CB6、CB10为光伏发电断路器，光伏发电单元通过升压变压器连接到各段母线上。各段母线上的CB1、CB5、CB9为风力发电机出线断路器，风力发电机组通过升压变压器连接到各段母线上。各段母线上的CB3、CB7、CB11为储能断路器，储能通过升压变压器连接到各段母线上。CB15为微电网所在的并网点(即图1中的POC)断路器。CB13和CB44表示母联断路器。在图1中，储能作为电网主支撑型电源(Grid forming CBG)，光伏和风机可作为电网支持型电源(Grid supporting CBG)，光伏或者风机也可作为电网跟随型电源(Gridfollowing CBG)。
应该理解，本公开并不局限于电压等级为10kV，对于20kV、35kV、400V等其他电压等级仍然适用。本公开不局限于图1所示的主接线形式，也可适用于单母线不分段、其他单母线多分段，双母线接线、环形网络供电线路结构形式以及辐射状区域结构等。与此同时，负荷节点的电压等级也不局限于10kV，对于其他满足中低压电压等级规范的节点依然适用。本公开涉及到的电网主支撑型电源(Grid forming CBG)不局限于储能，对于其他形式的稳定电源依旧适用，例如，微燃机和燃气轮机等。本公开涉及到的电网支持型电源(Gridsupporting CBG)和电网跟随型电源(Grid following CBG)也不局限于光伏和风机，对于其余能满足定义的电源均在保护范围之内。
当微电网运行在正常模式下，例如新能源渗透率较低、负荷较小，例如，此时微电网系统中风力发电机和光伏发电机各接入一台。由于负荷功率和发电功率及储能容量匹配，该运行状态下微电网电压电流相对于大电网的变化规律可如图2和3所示。
当微电网中负荷增加、新能源渗透率增加，例如，风力发电机和光伏发电机台数各增加至两台，此时微电网系统可能会出现动态不稳定(动态扰动)现象，该运行状态下微电网电压电流相对于大电网的变化规律可如图4和图5所示。微电网动态扰动(microgriddynamic disturbance)可指：由于可再生能源发电足够高的占比，非线性负荷、计划孤岛、可再生能源的间歇性和输出功率波动性以及电网侧故障等因素造成的微电网电压和电流的严重变化，该变化的持续时间在50毫秒到2秒之间。
图4中的虚线表示微电网在动态不稳定状态下的电压，实线表示对应的电流，可以看出，相对于图2，图4中的电压和电流经过三个周波才重复一次，也即，每三个周波，功角变化一轮；并且，相较于图3，从图5也可以看出电压与电流的比值(阻抗值)和电压与电流的夹角(功率因数角)在变化，均是每三个周波变化一轮，经过三个周波又变回初始的值。可以看出，新能源渗透率过高容易诱发微电网动态不稳定，出现动态电压振荡且伴随功角摇摆的问题，严重危害系统稳定运行以及设备的绝缘。
当前解决电力系统电压振荡和功角摇摆问题的方法主要集中在增加系统惯性和阻尼，然而新能源为主的电力系统主要由电力电子设备作为变流器件，系统转动惯量低。通过使用旋转发电机直接接入电力系统可以提高系统阻尼，然而旋转发电机的能源输入主要依靠传统油气等，对碳排放和环境指标不利。其次，也可通过继电保护装置对扰动源和非重要负荷进行切除，但这样做一方面降低了系统供电可靠性和经济性，另一方面控制和保护无法形成良好的配合下，会进一步扩大事故范围。第三，通过加装滤波器改善系统供电电能质量。然而，在动态电压振荡且伴随功角摇摆的情况下，谐波未必是诱发主因，谐波治理可能没有效果。
考虑到上述问题，本公开提出了一种微电网的控制方法及装置、电源的控制方法及装置，其能够根据在微电网主支撑型电源和微电网支持型电源点处测得的阻抗值，识别微电网系统是否出现动态振荡，并当识别出微电网系统出现动态振荡时，控制微电网系统恢复至稳定运行状态。从而，微电网系统即使在高渗透率下也能稳定运行，避免因动态振荡不稳定造成的继电保护跳闸、安全自动装置动作解列以及工频过电压危害绝缘等现象。
应该理解，根据本公开的微电网的控制方法及装置、电源的控制方法及装置不仅可应用于上述举例的场景，还可应用于其他适合的场景，本公开对此不作限制。
图6示出根据本公开的示例性实施例的微电网的控制方法的流程图。作为示例，根据本公开的示例性实施例的微电网的控制方法可由微电网的控制器执行。
参照图6，在步骤S101，获取微电网中各个电源集群的阻抗值。
每个电源集群包括至少一组支持型电源和/或至少一组主支撑型电源。每一组支持型电源可包括至少一个支持型电源。每一组主支撑型电源可包括至少一个主支撑型电源。
作为示例，支持型电源的类型可包括但不限于以下项之中的至少一项：风力发电机组、光伏发电单元。应该理解，也可包括其他类型的新能源发电单元，本公开对此不作限制。
作为示例，主支撑型电源的类型可包括但不限于以下项之中的至少一项：储能装置、微燃机、燃气轮机。应该理解，也可包括其他类型的稳定电源，本公开对此不作限制。
作为示例，可按照适当的划分方式来预先划分出微电网中的上述各个电源集群，并可为各个电源集群分别安装对应的阻抗测量装置，以测量各个电源集群处的阻抗值。
作为示例，可测量各个电源集群的输出端处的阻抗值。例如，可测量各个电源集群的升压变压器的输出端(也即高压侧输出端)处的阻抗值。
应该理解，同一电源集群所包括的支持型电源的类型可相同或不同，同一电源集群所包括的主支撑型电源的类型可相同或不同。例如，可将多台风力发电机组构成的一个机群划分为一个电源集群，可将多台光伏发电单元划分为一个电源集群；或者，可将多台风力发电机组和多台光伏发电单元划分为一个电源集群。例如，可将至少一台储能装置划分为一个电源集群。
作为示例，参照图1，图1中的各段母线上的“风机”可指代一个由至少一台风力发电机组构成的电源集群，各段母线上的“光伏”可指代一个由至少一台光伏发电单元构成的电源集群，各段母线上的“储能”可指代一个由至少一台储能装置构成的电源集群。相应地，可分别在各个电源集群的升压变压器的输出端附近设置一个阻抗测量装置，以实时测量各个电源集群处的阻抗值。此外，作为其他示例，可将每段母线下的主支撑型电源和支持型电源划分为一个电源集群。
在步骤S102，根据获取的阻抗值，确定微电网是否发生动态扰动。
作为示例，可当至少一个电源集群处的阻抗值满足第一预设条件时，确定微电网出现动态扰动。例如，第一预设条件可为持续处于第一阻抗区间的时长达到预设时长。
本公开考虑到微电网发生动态不稳定主要表现为振荡频率不固定且基本为次同步范畴，功角摇摆速度较快。根据图4和图5，可以计算得到在发生动态不稳定期间，测量阻抗将发生变化。为了更为清晰地描述测量阻抗判定原理，采用等效原理图如图7所示，微电网运行过程中发生振荡，电流可以表述如下：
其中，表示发电机输出电流，/>表示发电机机端电压，/>表示电网母线N处的电压，M表示发电机母线，N表示电网母线，ZM表示发电机阻抗，ZL表示线路阻抗，ZN表示电网阻抗，ZΣ＝ZM+ZL+ZN，
M点的母线电压表述为：
M点处的测量阻抗可表述为：
其中，ZMM表示机端测量阻抗，h表示M点母线电压与N点母线电压之比，δ表示功角；由于微电网中线路较短，可以近似认为上式中的h＝1。则进一步推导有：
由此可以得到微电网系统振荡时的测量阻抗值如图8所示，根据上述内如以及图8，当微电网系统动态不稳定振荡时，测量阻抗将在虚线上快速移动，当振荡阻抗在图8中的点O时，将发生该运行状况下的最大振荡幅度。
返回图6，当在步骤S102确定微电网发生动态扰动时，执行步骤S103，根据获取的阻抗值，对微电网进行控制，以使微电网恢复至稳定运行状态。
作为示例，微电网的稳定运行状态可指：微电网的频率处于特定频率范围、且微电网的电压处于特定电压范围。
作为示例，可针对阻抗值满足第二预设条件的每个电源集群，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组电源进行控制。换言之，当一电源集群处的阻抗值满足第二预设条件时，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组电源中的至少一个电源进行控制。应该理解，可根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的全部电源或部分电源进行控制。
作为示例，第二预设条件可为持续处于第二阻抗区间的时长达到预设时长，第一阻抗区间包括第二阻抗区间，即第一阻抗区间的范围大于第二阻抗区间的范围，且第二阻抗区间的范围在第一阻抗区间的范围之内。
作为示例，步骤S103可包括：针对阻抗值满足第二预设条件的每个电源集群，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组支持型电源进行无功控制；和/或，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组主支撑型电源进行有功控制及无功控制。
通过对微电网支持型电源进行无功功率辅助控制，能够充分发挥分布式风力发电机组及光伏发电电源的无功输出特性以及有功柔性调节优势，针对微电网动态稳定控制设计了合理的控制策略。充分利用了可再生能源无功支撑特性以及柔性有功辅助特性，充分发挥了可再生能源的资源和能力，确保了绿色能源的高质量以及高渗透率的提升，保障了用户用电的经济效益。
通过对微电网中电网生成型电源(也即，主支撑型电源)进行有功及无功控制，微电网中的电网生成型电源由稳定电源构成，能在较长时间段内保证系统的频率稳定及电压稳定，对于功角快速摇摆，通过控制能够快速响应有功输出的电源快速平抑功角摇摆。
图9示出根据本公开的示例性实施例的各个范围的振荡区间的示意图。
第一种情况：通常微电网在低负荷运行下，新能源渗透率低于30％时，系统电力电子设备并联越多，越容易引发系统动态振荡不稳定，表现为持续振荡，噪音明显。此阶段测量阻抗较大，振荡功角摇摆范围通常在30°左右，对应于图9中的(a)，此时的测量阻抗只会处于振荡区间1，该振荡模式下可采用停止部分电网跟随型电源，并提高电网生成型电源的输出功率来消除振荡，也可采用如上述示例性实施例所述的对主支撑型电源和/或支持型电源的控制方案予以平抑，确保系统稳定运行。
第二种情况：当微电网系统负荷增加，新能源渗透率处于30％～70％时且需要多台电源同时供电时，微电网系统容易出现动态不稳定振荡。振荡幅度和功角摇摆程度较上一种情况更为严重，此时测量阻抗与第一种情况相比较小，振荡功角摇摆可达到60°左右，对应于图9中的(b)，此时的测量阻抗进入振荡区间2，但不会进入振荡区间3。该振荡模式下要确保负荷的可靠供电，因此不能优先切除电源，而需要采用如上述示例性实施例所述的对主支撑型电源和/或支持型电源的控制方案予以平抑，确保系统稳定运行。
第三种情况：当系统负荷增加，新能源渗透率达到70％以上，微电网系统极容易引发动态振荡问题，引发的振荡现象可能会是最严重的，此时的测量阻抗更小，振荡功率摇摆幅度更大，甚至振荡中心出现在微电网主支撑电源内部，对应于图9的(c)，此时的测量阻抗进入振荡区间3。该振荡模式下应该与微电网继电保护配合，确保系统安全稳定运行。
作为示例，第一阻抗区间可包括：振荡区间1、振荡区间2、振荡区间3。作为示例，第二阻抗区间可包括：振荡区间1和振荡区间2。
作为示例，根据电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组支持型电源进行无功控制的步骤可包括：针对该电源集群中的至少一组支持型电源中的至少一个支持型电源，根据该电源集群处的阻抗值以及以下项之中的至少一项确定相应支持型电源的输出电压参考值，以用于控制该支持型电源：微电网的额定电压，相应支持型电源的最大功率跟踪值、功率因数、输出电流反馈值、有功输出参考值。下面将会结合图10至图12来描述该步骤的示例性实施例。
作为示例，根据电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组主支撑型电源进行有功控制及无功控制的步骤可包括：针对该电源集群中的至少一组主支撑型电源中的至少一个主支撑型电源，根据该电源集群处的阻抗值以及以下项之中的至少一项确定相应主支撑型电源的输出电压参考值，以用于控制该主支撑型电源：微电网的额定电压，相应主支撑型电源的最大功率跟踪值、功率因数、电流反馈值、直流电压设定值、直流电压反馈值。下面将会结合图13至图15来描述该步骤的示例性实施例。
图10示出根据本公开的示例性实施例的根据电源集群处的阻抗值确定电源集群中的支持型电源的输出电压参考值的方法的流程图。
参照图10，在步骤S201，基于支持型电源的最大功率跟踪值MPPT和功率因数PF，以及微电网的额定电压，确定支持型电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值。
在步骤S202，基于支持型电源的阻性分量参考值和有功输出参考值，以及该电源集群处的阻抗值中的阻性分量，确定支持型电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于支持型电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定支持型电源的d轴电压参考值。
参照图11，新能源(即，支持型电源)常规控制外环输出的是：支持型电源的有功输出参考值。作为示例，如图11所示，可基于该电源集群处的阻抗值中的阻性分量、滤波后的支持型电源的阻性分量参考值、限幅处理后的支持型电源的有功输出参考值，得到支持型电源的输出电流参考值的d轴分量ifdref；然后，将支持型电源的输出电流参考值的d轴分量ifdref与输出电流反馈值的d轴分量ifd之间的差值输入第一PI控制器，并将限幅处理后的第一PI控制器的输出量作为支持型电源的d轴电压参考值vfd。
在步骤S203，基于支持型电源的感性分量参考值和该电源集群处的阻抗值中的感性分量，确定支持型电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于支持型电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定支持型电源的q轴电压参考值。
作为示例，如图12所示，可基于该电源集群处的阻抗值中的感性分量和滤波后的支持型电源的感性分量参考值，得到支持型电源的输出电流参考值的q轴分量ifqref；然后，将支持型电源的输出电流参考值的q轴分量ifqref与输出电流反馈值的q轴分量ifq之间的差值输入第二PI控制器，并将限幅处理后的第二PI控制器的输出量作为支持型电源的q轴电压参考值vfq。
在步骤S204，对支持型电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到支持型电源的交流输出电压参考值。
作为示例，得到的支持型电源的交流输出电压参考值可作用于该支持型电源的变流器。作为另一示例，支持型电源还可包括额外增设的辅助设备(例如，无功补偿装置)，当支持型电源包括辅助设备时，得到的支持型电源的交流输出电压参考值可作用于辅助设备。
根据本公开的示例性实施例，将风机、光伏发电单元等具备“间歇性，不确定性和波动性”的支持型电源作为扰动源，对其注入到微电网中的扰动量进行提取，即，以扰动源实时运行的测量阻抗为反馈值，并以实时最大功率跟踪值、功率因数以及微电网系统额定电压为参考，对系统稳定控制。
图13示出根据本公开的示例性实施例的根据电源集群处的阻抗值确定电源集群中的主支撑型电源的输出电压参考值的方法的流程图。
参照图13，在步骤S301，基于主支撑型电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定主支撑型电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值。
在步骤S302，基于主支撑型电源的阻性分量参考值、直流电压设定值及直流电压反馈值，以及该电源集群处的阻抗值中的阻性分量，确定主支撑型电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于主支撑型电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定相应主支撑型电源的d轴电压参考值。
作为示例，如图14所示，可将主支撑型电源的直流电压设定值(即，直流电压参考)及直流电压反馈值之间的差值输入第三PI控制器；可基于该电源集群处的阻抗值中的阻性分量、滤波后的主支撑型电源的阻性分量参考值、限幅处理后的第三PI控制器的输出量，得到主支撑型电源的输出电流参考值的d轴分量ifdref；然后，将主支撑型电源的输出电流参考值的d轴分量ifdref与输出电流反馈值的d轴分量ifd之间的差值输入第四PI控制器，并将限幅处理后的第四PI控制器的输出量作为主支撑型电源的d轴电压参考值vfd。
在步骤S303，基于主支撑型电源的感性分量参考值和该电源集群处的阻抗值中的感性分量，确定主支撑型电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于主支撑型电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定主支撑型电源的q轴电压参考值。
作为示例，如图15所示，可基于该电源集群处的阻抗值中的感性分量和滤波后的主支撑型电源的感性分量参考值，得到主支撑型电源的输出电流参考值的q轴分量ifqref；然后，将主支撑型电源的输出电流参考值的q轴分量ifqref与输出电流反馈值的q轴分量ifq之间的差值输入第五PI控制器，并将限幅处理后的第五PI控制器的输出量作为主支撑型电源的q轴电压参考值vfq。
在步骤S304，对主支撑型电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到主支撑型电源的交流输出电压参考值。
作为示例，得到的主支撑型电源的交流输出电压参考值可作用于该主支撑型电源的变流器。作为另一示例，主支撑型电源还可包括额外增设的辅助设备，当主支撑型电源包括辅助设备时，得到的主支撑型电源的交流输出电压参考值可作用于辅助设备。
根据本公开的示例性实施例，将风机、光伏发电单元等具备“间歇性，不确定性和波动性”的支持型电源作为扰动源，对其注入到微电网中的扰动量进行提取，即，以扰动源实时运行的测量阻抗为反馈值，并以实时最大功率跟踪值、功率因数以及微电网系统额定电压为参考，对系统稳定控制。
此外，作为示例，可针对阻抗值满足第二预设条件的每个电源集群，将该电源集群处的阻抗值发送到该电源集群中的至少一组电源中的至少一个电源，以使电源根据接收到的阻抗值调整自身的输出电压参考值，来帮助微电网恢复至稳定状态。而电源可根据自身类型(即，主支撑型电源或支持型电源)使用上述示例性实施例所述的方法来根据阻抗值确定自身的输出电压参考值。
图16示出根据本公开的示例性实施例的电源的控制方法的流程图。作为示例，根据本公开的示例性实施例的电源的控制方法可由所述电源的变流器控制器或主控制器执行。
参照图16，在步骤S401，获取电源所在电源集群的阻抗值。
作为示例，可从用于测量电源集群处的阻抗值的阻抗测量装置获取阻抗值。
作为另一示例，可从微电网的控制器接收电源所在电源集群的阻抗值。
在步骤S402，当所述阻抗值满足预设条件时，根据所述阻抗值对所述电源进行控制，以使所述电源集群所在的微电网恢复至稳定运行状态。
所述预设条件包括：持续处于预设阻抗区间的时长达到预设时长。作为示例，所述预设阻抗区间可为上述示例性实施例中的第二阻抗区间。
作为示例，步骤S402可包括：当所述电源为支持型电源时，根据所述阻抗值，对所述电源进行无功控制；和/或，当所述电源为主支撑型电源时，根据所述阻抗值，对所述电源进行有功控制及无功控制。
作为示例，当所述电源为支持型电源时，根据所述阻抗值对所述电源进行无功控制的步骤可包括：根据所述阻抗值以及以下项之中的至少一项确定所述电源的输出电压参考值，以用于控制所述电源：微电网的额定电压，所述电源的最大功率跟踪值、功率因数、输出电流反馈值、有功输出参考值。下面将会结合图17来描述该步骤的示例性实施例。
作为示例，当所述电源为主支撑型电源时，根据所述阻抗值对所述电源进行有功控制及无功控制的步骤可包括：根据所述阻抗值以及以下项之中的至少一项确定所述电源的输出电压参考值，以用于控制所述电源：微电网的额定电压，所述电源的最大功率跟踪值、功率因数、电流反馈值、直流电压设定值、直流电压反馈值。下面将会结合图18来描述该步骤的示例性实施例。
作为示例，得到的电源的交流输出电压参考值可作用于该电源的变流器。作为另一示例，电源还可包括额外增设的辅助设备(例如，无功补偿装置)，当电源包括辅助设备时，得到的电源的交流输出电压参考值可作用于辅助设备。
图17示出根据本公开的示例性实施例的根据阻抗值确定电源的输出电压参考值的方法的流程图。
参照图17，在步骤S501，基于所述电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定所述电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值。
在步骤S502，基于所述电源的阻性分量参考值和有功输出参考值，以及所述阻抗值中的阻性分量，确定所述电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定所述电源的d轴电压参考值。
在步骤S503，基于所述电源的感性分量参考值和所述阻抗值中的感性分量，确定所述电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定所述电源的q轴电压参考值。
在步骤S504，对所述电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到所述电源的交流输出电压参考值。
图18示出根据本公开的另一示例性实施例的根据阻抗值确定电源的输出电压参考值的方法的流程图。
参照图18，在步骤S601，基于所述电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定所述电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值。
在步骤S602，基于所述电源的阻性分量参考值、直流电压设定值及直流电压反馈值，以及所述阻抗值中的阻性分量，确定所述电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定所述电源的d轴电压参考值。
在步骤S603，基于所述电源的感性分量参考值和所述阻抗值中的感性分量，确定所述电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定所述电源的q轴电压参考值。
在步骤S604，对所述电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到所述电源的交流输出电压参考值。
应该理解，根据本公开的示例性实施例的电源的控制方法所涉及的具体处理已经参照图1至图17进行了详细描述，这里将不再赘述相关细节。
图19示出根据本公开的示例性实施例的微电网的控制装置的结构框图。
如图19所示，根据本公开的示例性实施例的微电网的控制装置10包括：阻抗获取单元101、动态扰动判断单元102、控制单元103。
具体说来，阻抗获取单元101被配置为获取微电网中各个电源集群的阻抗值。每个电源集群包括至少一组支持型电源和/或至少一组主支撑型电源。
动态扰动判断单元102被配置为根据获取的阻抗值，确定微电网是否发生动态扰动。
控制单元103被配置为当确定微电网发生动态扰动时，根据获取的阻抗值，对微电网进行控制，以使微电网恢复至稳定运行状态。
作为示例，阻抗获取单元101可从用于测量电源集群的阻抗值的各个阻抗测量装置接收各个电源集群的阻抗值。应该理解，图19中仅示例性地将一个阻抗测量装置连接到阻抗获取单元101，实际上，各个阻抗测量装置均可以有线或无线的方式连接到阻抗获取单元101，以向阻抗获取单元101提供所测量的阻抗值。
作为示例，各段母线上的“风机”可指代一个由至少一台风力发电机组构成的电源集群，各段母线上的“光伏”可指代一个由至少一台光伏发电单元构成的电源集群，各段母线上的“储能”可指代一个由至少一台储能装置构成的电源集群。
作为示例，动态扰动判断单元102可被配置为：当至少一个电源集群处的阻抗值满足第一预设条件时，确定微电网出现动态扰动，其中，第一预设条件为持续处于第一阻抗区间的时长达到预设时长。
作为示例，控制单元103可被配置为：针对阻抗值满足第二预设条件的每个电源集群，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组电源进行控制，其中，第二预设条件为持续处于第二阻抗区间的时长达到预设时长，第一阻抗区间包括第二阻抗区间。
作为示例，控制单元103可以有线或无线的方式连接到各个电源(例如，各个电源的主控制器或变流器控制器)，以控制各个电源。例如，控制单元103可向满足第二预设条件的各个电源集群中的电源发送控制指令。
作为示例，控制单元103可被配置为：针对阻抗值满足第二预设条件的每个电源集群，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组支持型电源进行无功控制；和/或，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组主支撑型电源进行有功控制及无功控制。
作为示例，控制单元103可被配置为：针对该电源集群中的至少一组支持型电源中的至少一个支持型电源，根据该电源集群处的阻抗值以及以下项之中的至少一项确定相应支持型电源的输出电压参考值，以用于控制该支持型电源：微电网的额定电压，相应支持型电源的最大功率跟踪值、功率因数、输出电流反馈值、有功输出参考值。
作为示例，控制单元103可被配置为：基于相应支持型电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定相应支持型电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值；基于相应支持型电源的阻性分量参考值和有功输出参考值，以及该电源集群处的阻抗值中的阻性分量，确定相应支持型电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于相应支持型电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定相应支持型电源的d轴电压参考值；基于相应支持型电源的感性分量参考值和该电源集群处的阻抗值中的感性分量，确定相应支持型电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于相应支持型电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定相应支持型电源的q轴电压参考值；对相应支持型电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到相应支持型电源的交流输出电压参考值。
作为示例，控制单元103可被配置为：针对该电源集群中的至少一组主支撑型电源中的至少一个主支撑型电源，根据该电源集群处的阻抗值以及以下项之中的至少一项确定相应主支撑型电源的输出电压参考值，以用于控制该主支撑型电源：微电网的额定电压，相应主支撑型电源的最大功率跟踪值、功率因数、电流反馈值、直流电压设定值、直流电压反馈值。
作为示例，控制单元103可被配置为：基于相应主支撑型电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定相应主支撑型电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值；基于相应主支撑型电源的阻性分量参考值、直流电压设定值及直流电压反馈值，以及该电源集群处的阻抗值中的阻性分量，确定相应主支撑型电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于相应主支撑型电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定相应主支撑型电源的d轴电压参考值；基于相应主支撑型电源的感性分量参考值和该电源集群处的阻抗值中的感性分量，确定相应主支撑型电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于相应主支撑型电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定相应主支撑型电源的q轴电压参考值；对相应主支撑型电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到相应主支撑型电源的交流输出电压参考值。
图20示出根据本公开的示例性实施例的电源的控制装置的结构框图。
如图20所示，根据本公开的示例性实施例的电源的控制装置20包括：阻抗获取单元201和控制单元202。
具体说来，阻抗获取单元201被配置为获取电源所在电源集群的阻抗值。
控制单元202被配置为当所述阻抗值满足预设条件时，根据所述阻抗值对所述电源进行控制，以使所述电源集群所在的微电网恢复至稳定运行状态，其中，所述预设条件包括：持续处于预设阻抗区间的时长达到预设时长。
作为示例，控制单元202可被配置为：当所述电源为支持型电源时，根据所述阻抗值，对所述电源进行无功控制；和/或，当所述电源为主支撑型电源时，根据所述阻抗值，对所述电源进行有功控制及无功控制。
作为示例，阻抗获取单元201可从用于测量该电源所在电源集群的阻抗值的阻抗测量装置接收该电源集群的阻抗值，控制单元202用于根据接收到的阻抗值对该电源进行控制。
图20中仅示例性地示出电源集群所包括的一台电源(例如，风力发电机组、光伏发电单元、储能设备)，应该理解，每个电源集群可包括至少一台电源。
图20中仅示例性地示出了一台风力发电机组的控制装置20、一台光伏发电单元的控制装置20、一台储能设备的控制装置20。应该理解，针对微电网中的每台支持型电源和/或每台主支撑型电源，均可为其一一对应地设置有控制装置20。例如，每个电源的控制装置20可设置在该电源的变流器控制器和/或主控制器中。
作为示例，控制单元202可被配置为：当所述电源为支持型电源时，根据所述阻抗值以及以下项之中的至少一项确定所述电源的输出电压参考值，以用于控制所述电源：微电网的额定电压，所述电源的最大功率跟踪值、功率因数、输出电流反馈值、有功输出参考值。
作为示例，控制单元202可被配置为：基于所述电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定所述电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值；基于所述电源的阻性分量参考值和有功输出参考值，以及所述阻抗值中的阻性分量，确定所述电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定所述电源的d轴电压参考值；基于所述电源的感性分量参考值和所述阻抗值中的感性分量，确定所述电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定所述电源的q轴电压参考值；对所述电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到所述电源的交流输出电压参考值。
作为示例，控制单元202可被配置为：当所述电源为主支撑型电源时，根据所述阻抗值以及以下项之中的至少一项确定所述电源的输出电压参考值，以用于控制所述电源：微电网的额定电压，所述电源的最大功率跟踪值、功率因数、电流反馈值、直流电压设定值、直流电压反馈值。
作为示例，控制单元202可被配置为：基于所述电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定所述电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值；基于所述电源的阻性分量参考值、直流电压设定值及直流电压反馈值，以及所述阻抗值中的阻性分量，确定所述电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定所述电源的d轴电压参考值；基于所述电源的感性分量参考值和所述阻抗值中的感性分量，确定所述电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定所述电源的q轴电压参考值；对所述电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到所述电源的交流输出电压参考值。
应该理解，根据本公开示例性实施例的微电网的控制装置和电源的控制装置所执行的具体处理已经参照图1至图18进行了详细描述，这里将不再赘述相关细节。
应该理解，根据本公开示例性实施例的微电网的控制装置中的各个单元可被实现硬件组件和/或软件组件。本领域技术人员根据限定的各个单元所执行的处理，可以例如使用现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)来实现各个单元。
应该理解，根据本公开示例性实施例的电源的控制装置中的各个单元可被实现硬件组件和/或软件组件。本领域技术人员根据限定的各个单元所执行的处理，可以例如使用现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)来实现各个单元。
本公开的示例性实施例提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被处理器执行时，促使所述处理器执行如上述示例性实施例所述的微电网的控制方法。该计算机可读存储介质是可存储由计算机系统读出的数据的任意数据存储装置。计算机可读存储介质的示例包括：只读存储器、随机存取存储器、只读光盘、磁带、软盘、光数据存储装置和载波(诸如经有线或无线传输路径通过互联网的数据传输)。
本公开的示例性实施例提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被处理器执行时，促使所述处理器执行如上述示例性实施例所述的电源的控制方法。该计算机可读存储介质是可存储由计算机系统读出的数据的任意数据存储装置。计算机可读存储介质的示例包括：只读存储器、随机存取存储器、只读光盘、磁带、软盘、光数据存储装置和载波(诸如经有线或无线传输路径通过互联网的数据传输)。
根据本公开的示例性实施例的微电网的控制器包括：处理器(未示出)和存储器(未示出)，其中，存储器存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，促使所述处理器执行如上述示例性实施例所述的微电网的控制方法。
根据本公开的示例性实施例的电源的控制器包括：处理器(未示出)和存储器(未示出)，其中，存储器存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，促使所述处理器执行如上述示例性实施例所述的电源的控制方法。作为示例，所述控制器可设置在电源的变流器控制器和/或主控制器中。
虽然已表示和描述了本公开的一些示例性实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本公开的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。
Claims (19)
1.一种微电网的控制方法，其特征在于，包括：
获取微电网中各个电源集群的阻抗值；
根据获取的阻抗值，确定微电网是否发生动态扰动；
当确定微电网发生动态扰动时，根据获取的阻抗值，对微电网进行控制，以使微电网恢复至稳定运行状态，
其中，每个电源集群包括至少一组支持型电源和/或至少一组主支撑型电源。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据获取的阻抗值，确定微电网是否发生动态扰动的步骤包括：
当至少一个电源集群处的阻抗值满足第一预设条件时，确定微电网出现动态扰动，
其中，第一预设条件为持续处于第一阻抗区间的时长达到预设时长。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，根据获取的阻抗值，对微电网进行控制的步骤包括：
针对阻抗值满足第二预设条件的每个电源集群，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组电源进行控制，
其中，第二预设条件为持续处于第二阻抗区间的时长达到预设时长，第一阻抗区间包括第二阻抗区间。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组电源进行控制的步骤包括：
根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组支持型电源进行无功控制；
和/或，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组主支撑型电源进行有功控制及无功控制。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组支持型电源进行无功控制的步骤包括：
针对该电源集群中的至少一组支持型电源中的至少一个支持型电源，根据该电源集群处的阻抗值以及以下项之中的至少一项确定相应支持型电源的输出电压参考值，以用于控制该支持型电源：微电网的额定电压，相应支持型电源的最大功率跟踪值、功率因数、输出电流反馈值、有功输出参考值。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，针对该电源集群中的至少一组支持型电源中的至少一个支持型电源，确定相应支持型电源的输出电压参考值的步骤包括：
基于相应支持型电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定相应支持型电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值；
基于相应支持型电源的阻性分量参考值和有功输出参考值，以及该电源集群处的阻抗值中的阻性分量，确定相应支持型电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于相应支持型电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定相应支持型电源的d轴电压参考值；
基于相应支持型电源的感性分量参考值和该电源集群处的阻抗值中的感性分量，确定相应支持型电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于相应支持型电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定相应支持型电源的q轴电压参考值；
对相应支持型电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到相应支持型电源的交流输出电压参考值。
7.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，根据该电源集群处的阻抗值，对该电源集群中的至少一组主支撑型电源进行有功控制及无功控制的步骤包括：
针对该电源集群中的至少一组主支撑型电源中的至少一个主支撑型电源，根据该电源集群处的阻抗值以及以下项之中的至少一项确定相应主支撑型电源的输出电压参考值，以用于控制该主支撑型电源：微电网的额定电压，相应主支撑型电源的最大功率跟踪值、功率因数、电流反馈值、直流电压设定值、直流电压反馈值。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，针对该电源集群中的所述至少一组主支撑型电源中的至少一个主支撑型电源，确定相应主支撑型电源的输出电压参考值的步骤包括：
基于相应主支撑型电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定相应主支撑型电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值；
基于相应主支撑型电源的阻性分量参考值、直流电压设定值及直流电压反馈值，以及该电源集群处的阻抗值中的阻性分量，确定相应主支撑型电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于相应主支撑型电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定相应主支撑型电源的d轴电压参考值；
基于相应主支撑型电源的感性分量参考值和该电源集群处的阻抗值中的感性分量，确定相应主支撑型电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于相应主支撑型电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定相应主支撑型电源的q轴电压参考值；
对相应主支撑型电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到相应主支撑型电源的交流输出电压参考值。
9.一种电源的控制方法，其特征在于，包括：
获取电源所在电源集群的阻抗值；
当所述阻抗值满足预设条件时，根据所述阻抗值对所述电源进行控制，以使所述电源集群所在的微电网恢复至稳定运行状态，
其中，所述预设条件包括：持续处于预设阻抗区间的时长达到预设时长。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，根据所述阻抗值对所述电源进行控制的步骤包括：
当所述电源为支持型电源时，根据所述阻抗值，对所述电源进行无功控制；
和/或，当所述电源为主支撑型电源时，根据所述阻抗值，对所述电源进行有功控制及无功控制。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，当所述电源为支持型电源时，根据所述阻抗值对所述电源进行无功控制的步骤包括：
根据所述阻抗值以及以下项之中的至少一项确定所述电源的输出电压参考值，以用于控制所述电源：微电网的额定电压，所述电源的最大功率跟踪值、功率因数、输出电流反馈值、有功输出参考值。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，当所述电源为支持型电源时，确定所述电源的输出电压参考值的步骤包括：
基于所述电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定所述电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值；
基于所述电源的阻性分量参考值和有功输出参考值，以及所述阻抗值中的阻性分量，确定所述电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定所述电源的d轴电压参考值；
基于所述电源的感性分量参考值和所述阻抗值中的感性分量，确定所述电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定所述电源的q轴电压参考值；
对所述电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到所述电源的交流输出电压参考值。
13.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，当所述电源为主支撑型电源时，根据所述阻抗值对所述电源进行有功控制及无功控制的步骤包括：
根据所述阻抗值以及以下项之中的至少一项确定所述电源的输出电压参考值，以用于控制所述电源：微电网的额定电压，所述电源的最大功率跟踪值、功率因数、电流反馈值、直流电压设定值、直流电压反馈值。
14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，当所述电源为主支撑型电源时，确定所述电源的输出电压参考值的步骤包括：
基于所述电源的最大功率跟踪值和功率因数，以及微电网的额定电压，确定所述电源的阻抗参考值中的阻性分量参考值和感性分量参考值；
基于所述电源的阻性分量参考值、直流电压设定值及直流电压反馈值，以及所述阻抗值中的阻性分量，确定所述电源的输出电流参考值的d轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的d轴分量及输出电流反馈值的d轴分量，确定所述电源的d轴电压参考值；
基于所述电源的感性分量参考值和所述阻抗值中的感性分量，确定所述电源的输出电流参考值的q轴分量，并基于所述电源的输出电流参考值的q轴分量及输出电流反馈值的q轴分量，确定所述电源的q轴电压参考值；
对所述电源的d轴电压参考值和q轴电压参考值进行变换，得到所述电源的交流输出电压参考值。
15.一种微电网的控制装置，其特征在于，包括：
阻抗获取单元，被配置为获取微电网中各个电源集群的阻抗值；
动态扰动判断单元，被配置为根据获取的阻抗值，确定微电网是否发生动态扰动；
控制单元，被配置为当确定微电网发生动态扰动时，根据获取的阻抗值，对微电网进行控制，以使微电网恢复至稳定运行状态，
其中，每个电源集群包括至少一组支持型电源和/或至少一组主支撑型电源。
16.一种电源的控制装置，其特征在于，包括：
阻抗获取单元，被配置为获取电源所在电源集群的阻抗值；
控制单元，被配置为当所述阻抗值满足预设条件时，根据所述阻抗值对所述电源进行控制，以使所述电源集群所在的微电网恢复至稳定运行状态，
其中，所述预设条件包括：持续处于预设阻抗区间的时长达到预设时长。
17.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时，促使所述处理器执行如权利要求1至8中的任意一项所述的微电网的控制方法或如权利要求9至14中的任意一项所述的电源的控制方法。
18.一种微电网的控制器，其特征在于，所述控制器包括：
处理器；
存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，促使所述处理器执行如权利要求1至8中的任意一项所述的微电网的控制方法。
19.一种电源的控制器，其特征在于，所述控制器包括：
处理器；
存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，促使所述处理器执行如权利要求9至14中的任意一项所述的电源的控制方法。
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