一种自适应多发电单元控制器及其控制方法与流程

1.本技术涉及微电网运行控制技术领域，尤其涉及一种自适应多发电单元控制器及其控制方法。


背景技术：

2.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。
3.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，发电单元结构也趋向复杂化。
4.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，从而保障发电单元稳定运行。当微电网在离网模式下运行时，微电网脱离主电网供电，由于微电网容量有限，采用原有的发电单元的输出功率会导致微电网质量下降。由于微电网所处环境不具备与上级调度通讯条件，对微电网并离网状态快速识别，易造成微电网的的可靠性降低，无法保证微电网的稳定性。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种自适应多发电单元控制器及其控制方法，以解决微电网所处环境不具备与上级调度通讯条件，导致微电网的稳定性无法保证的问题。
6.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，因此利用自适应多发电单元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。
7.一方面，本技术提供了一种自适应多发电单元控制器的控制方法，包括以下步骤：
8.s101，监测发电单元在预设时间段内的发电功率，并确定发电单元的工作状态，同时，初始化预设微电网并网电压变化率阈值和微电网离网电压变化率阈值；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，且预设时间段内的发电功率包括历史发电功率和当前发电功率；
9.s102，在微电网并网工作状态下，根据所述发电单元的工作状态、历史发电功率和当前发电功率，预测分析微电网离网工作状态时发电单元的增减功率；
10.s103，根据微电网离网电压变化率阈值或微电网并网电压变化率阈值识别离网或并网状态；包括：
11.自适应多发电单元控制器实时采集所有发电单元发电功率，监测微电网的电压变化率依据微电网前一时刻的并网或离网状态，通过当前时刻微电网并网电压变化率阈值λ
on
和离网电压变化率阈值λ
off
，识别当前微电网所处并网或离网状态，自适应多发电单
元控制器依据压变化率阈值执行并网或离网切换；
12.其中，δuw表示发电单元的出口电压变化量，可直接反映微电网电压变化；λ
off
为微电网离网电压变化率阈值；λ
on
为微电网并网电压变化率阈值；表示微电网电压变化率，t表示采样周期；
13.s104，根据历史发电功率计算发电单元平均功率，并根据发电单元平均功率和功率因数判断发电单元停止工作的顺序，以及根据频率变化的增减实施发电单元控制策略；
14.s105，根据微电网离网电压变化率阈值触发离网后，发电单元依据出口电压确定发电单元输出功率的增减值；包括：
15.s1050，当自适应多发电单元控制器监测到微电网的电压变化率时，自适应多发电单元控制器按照发电单元的增减功率确定发电单元输出功率的增减值，其中，δuw表示发电单元的出口电压变化量，λ
off
为微电网离网电压变化率阈值；表示微电网电压变化率，t表示采样周期；
16.s1051，当自适应多发电单元控制器关闭到特定的发电单元时，自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压u
ac
≥δ
·uugb
时，计算发电单元输出功率的减少值；
17.s1052，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压u
ac
±
2％≤δu
ugb
时，发电单元维持或跟踪微电网当前的电压输出功率；
18.s1053，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压u
ac
≤δ
·ulgb
时，计算发电单元输出功率的增加值；
19.s1054，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压u
ac
±
2％≤δu
ugb
时，发电单元维持或跟踪微电网当前的电压输出功率，其中，u
ac
表示发电单元的出口电压，δ表示电压波动系数范围，u
ugb
表示电压上限标准；
20.s106，根据微电网并网电压变化率阈值触发离网后，发电单元依据的出口电压确定发电单元输出功率增减值和投入运行的顺序；包括：
21.s1060，当自适应多发电单元控制器监测到微电网的电压变化率时，自适应多发电单元控制器将发电单元按照发电功率由大到小依次投入运行，其中，δuw表示发电单元的出口电压变化量，λ
on
为微电网并网电压变化率阈值；表示微电网一个采样周期时间内的电压变化率，t表示采样周期；
22.s1061，自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压u
ac
≥δ
·uugb
时，计算发电单元输出功率的减少值；
23.s1062，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压u
ac
±
2％≥δu
lgb
时，发电单元维持或跟踪微电网当前的电压输出功率；
24.s1063，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压u
ac
≤δ
·ulgb
时，计算发电单元输出功率的增加值；
25.s1064，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压u
ac
±
2％≥δu
lgb
时，发电单元维持或跟踪微电网当前的电压输出功率，其中，u
ac
表示发电单元的出口电压，δ表示电压波动系数范围，u
lgb
表示电压下限标准。
26.在本技术的较佳实施例中，在并网时，预测分析离网时刻每个发电单元分配输出功率，包括：
27.微电网在并网工作状态时，自适应多发电单元控制器中的控制器模块依据当前时刻发电功率和历史发电功率进行发电单元工作功率及状态预分析；
28.依据历史同期发电功率和电压曲线，分析出不同预设时间段单位发电功率的电压变化系数并将每小时以15分钟划分为4个预设时间段，在每个预设时间段中初始设置单位发电功率的电压变化系数随着数据量的增加自学习迭代出新最佳的单位发电功率的电压变化系数
29.同时以15分钟为一预设时间段分别找出历史同期发电功率最大值p
max
＝max(p
t1
,p
t2
…
p
t15
)和电压最低u
min
＝min(u
t1
,u
t2
…ut15
)以及电压最高u
max
＝max(u
t1
,u
t2
…ut15
)，前者说明电流最大后者说明电流最小此电流为最小负荷情况下的上网电流；
30.系统并网状态正常运行时，控制器模块读取当前时刻所有发电单元的输出电流，并求和得到求和电流∑ii；
31.当i
min
≤∑ii≤i
max
时，将求和电流∑ii减去上网电流，得到当微电网离网时刻所有发电单元总的输出电流if＝∑i
i-i
min
，由此通过微电网离网时刻的发电单元输出电流与求和电流∑ii之比，得到每个发电单元离网时刻的输出电流系数，
32.由此通过每个发电单元离网时刻的输出电流系数i
fi
与每个发电单元当前输出电流的乘积计算，得到未来离网时刻每个发电单元分配输出电流，计算公式为i
’1＝i
fi
×
i1；i
’2＝i
fi
×
i2；......i’n
＝i
fi
×in
；
33.其中，i
’1为发电单元1分配输出电流；i'2为发电单元2分配输出电流；i'n为发电单元n分配输出电流；i
fi
为每个发电单元离网时刻的输出电流系数；if为微电网离网时刻所有发电单元总的输出电流。
34.在本技术的较佳实施例中，遴选出最优发电单元组合输出功率，包括：
35.利用筛选函数筛选出发电单元输出效率和发电单元输出效率将输出效率的发电单元减少输出电流，提高输出效率发电单元的输出电流，保障输出电流发电单元输出效率在
36.设置待筛选电流数据为data[in]，筛选目标值为if＝∑i
i-i
min
，筛选过程中间结果为tmpres[i]，筛选函数为processdate(idx，sum)；接着以发电单元发电效率最高，线损最小为制约条件，遴选出最优发电单元组合输出功率，得到最优组合遴选函数为：
[0037][0038]
其中，目标函数为遴选出来的发电单元输出电流if＝∑i
i-i
min
，约束条件s.t.为能量损失最小和发电单元发电效率最高相应功率波段，默认为逆变器工作在60％～80％额定功率p
n,i
下，计算公式为
[0039]
建立关闭或减功率输出对应发电单元的协议代码，当微电网发生离网运行时，控制器模块依据分析结果，将通过多接口多协议通讯模块对发电单元发出减少功率的协议代码；
[0040]
上述公式中，β为不同预设时间段单位发电功率的电压变化系数，δu表示对应预设时间段内的电压变化值，kw表示单位发电功率；u
t1
为历史同期15分钟段的第1分钟电压；u
t2
为历史同期15分钟段的第2分钟电压；u
t15
为历史同期15分钟段的第15分钟电压；p
t1
为历史同期15分钟段的第1分钟功率；p
t2
为历史同期15分钟段的第2分钟功率；p
t15
为历史同期15分钟段的第15分钟功率；i
max
为历史同期15分钟段内最大电流；p
max
为历史同期15分钟段内最大功率；u
min
为历史同期15分钟段内最小电压；u
max
为历史同期15分钟段内最大电压；i
min
为历史同期15分钟段内最小电流；i
fi
发电单元输出电流占当前时刻发电单元求和电流的比值；if为离网时刻所有发电单元总的输出电流，p
n,i
表示额定功率，为最小损失能量，∑ii表示求和电流。
[0041]
在本技术的较佳实施例中，根据微电网离网电压变化率阈值识别离网或并网状态，包括：
[0042]
自适应多发电单元控制器实时采集所有发电单元发电功率，监测微电网的电压变化率依据微电网前一时刻的并网或离网状态，通过当前时刻微电网并网电压变化率阈值λ
on
和离网电压变化率阈值λ
off
，识别当前微电网所处并网或离网状态，自适应多发电单元控制器依据压变化率阈值执行并网或离网切换；
[0043]
根据多发电单元发电功率的变化判断对微电网电压的影响，将前一时刻采集发电单元控制器的出口电压u
t0-1
与当前时刻发电单元控制器的电压u
t0
差的绝对值减去的当前发电单元变化功率δpn与单位发电功率的电压变化系数β积的差，计算公式为δuw＝|u
t0-1-u
t0
|-β
·
δpn，其中，u
t0-1
为前一时刻采集发电单元的出口电压；u
t0
为当前时刻采集发电单元的出口电压；β为单位发电功率的电压变化系数，计算公式为δu为多发电单元
功率变化造成微电网电压变化；δpn为前一时刻采集的所有发电单元输出功率∑p
i_t0
与当前时刻采集的所有发电单元输出功率差∑p
i_t0-1
的绝对值，计算公式为δpn＝|∑p
i_t0-∑p
i_t0-1
|。
[0044]
在本技术的较佳实施例中，根据发电单元平均功率和功率因数判断发电单元停止工作的顺序，包括：
[0045]
当功率因数0.9≤α≤1时，控制发电单元从大到小依次停止工作；
[0046]
当功率因数α≤0.9时，控制发电单元维持当前工作状态，其中，α表示功率因数。
[0047]
在本技术的较佳实施例中，根据发电单元平均功率和功率因数判断发电单元停止工作的顺序,还包括：
[0048]
计算预设时间段内每一时刻的历史发电功率；
[0049]
对预设时间段内所有时刻的历史发电功率求平均，得到预设时间段内剩余的发电单元平均功率；
[0050]
对剩余的发电单元平均功率求和，得到求和平均功率；
[0051]
比较所述求和平均功率和目标停发功率；
[0052]
若所述目标停发功率不小于剩余的发电单元各自的求和平均功率，则将剩余的所有发电单元全部停止工作；
[0053]
若所述目标停发功率小于所述求和平均功率，引入sort排序函数构建目标停发功率和剩余的发电单元各自的求和平均功率的由大到小降序表达式g2，降序函数表达式g2如下：
[0054]
g2＝sort(processdate(p
ave1
,p
ave2
,p2……
p
aven
,p
state
,n),'descend')；
[0055]
g2为此时刻目标停发功率和剩余的发电单元各自的求和平均功率由大到小排列集合，根据所述顺序函数式g2，实时调整发电单元停止工作的顺序；其中，p
ave1
表示剩余的第一个发电单元的求和平均功率，p
ave2
表示第二个发电单元的求和平均功率，p
aven
表示剩余的第n个发电单元的求和平均功率，p2表示目标停发功率，p
state
表示发电单元的工作状态，n表示剩余的发电单元数量，sort为某一时刻的排顺序函数；processdate为筛选剔除不在线负荷设备的函数，psnstate为负荷设备状态，当psnstate＝1时表示设备在线，当psnstate＝0时表示设备不在线；'descend'表示为降序排列。
[0056]
在本技术的较佳实施例中，自适应多发电单元控制器还可根据微电网的频率自适应确定发电单元输出功率的增减值或发电单元停发功率的计算包括：
[0057][0058]
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为当前停发的发电单元功率；p2为目标停发功率；
[0059]
计算顺序函数式排序后的小于和大于停发功率相邻发电单元与停发功率的差值；
[0060]
若δp
2u
＜δp
2l
，则取平均功率p
maxu
为停止发电对应的发电单元；
[0061]
若δp
2u
≥δp
2l
，则取平均功率p
maxl
为停止发电对应的发电单元；
[0062]
其中，δp
2l
为排序后的小于目标停发功率p2相邻发电单元与目标停发功率p2的差值；δp
2u
为排序后的大于目标停发功率p2相邻发电单元与目标停发功率p2的差值；i为1，2
……
n中的任意一个整数，此处n为自然数；p
maxu
为排序后的大于目标停发功率p2相邻发电
单元，p
maxl
为排序后的小于目标停发功率p2相邻发电单元。
[0063]
在本技术的较佳实施例中，自适应多发电单元控制器根据微电网电压变化率阈值λ
off
触发离网，执行离网后相关的控制策略，关闭到特定的发电单元或减少发电单元输出功率，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压u
ac
≥δ
·uugb
时，计算每个发电单元分配输出功率的增减值，以及当发电单元的出口电压u
ac
≤δ
·ulgb
时，计算每个发电单元释放发电单元功率。
[0064]
进一步地，在本技术较佳实施例中，
①
当发电单元的出口电压u
ac
≥δ
·uugb
时，计算发电单元输出功率的减少值；
[0065]
当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测发电单元的出口电压u
ac
≥δ
·uugb
时，计算发电单元的出口电压u
ac
减去电压波动系数范围δ与电压上限标准u
ugb
的乘积，得到超出电压δu
ac
＝u
ac-δ
·uugb
，控制器模块依据当前预设时间段的电压变化值与单位发电功率的系数β＝δu/kw，计算需降低发电单元输出功率公式为控制器模块读取当前时刻所有发电单元的输出功率并求和，得到求和功率∑pi，将求和功率∑pi减去所要降低的发电单元输出功率，得到发电单元总的实际输出功率pf＝∑p
i-p
fn
，通过发电单元总的实际输出功率与求和功率∑pi之比，得到发电单元功率分配系数发电单元功率分配系数与每个发电单元输出功率的乘积计算，得到每个发电单元分配实际输出功率p
’1＝p
fi
×
p1；p
’2＝p
fi
×
p2；
……
p’n
＝p
fi
×
pn；
[0066]
自适应多发电单元控制器依据对应发电单元分配功率输出协议代码，通过多接口多协议通讯模块发出控制对应发电单元降低发电输出功率；
[0067]
当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压趋于稳定在u
ac
±
2％≤δu
ugb
时，每个发电单元维持或跟踪微电网当前的电压输出功率；
[0068]
其中，u
ac
表示发电单元的出口电压，δ表示电压波动系数范围，u
ugb
表示电压上限标准，β为历史同期单位发电功率电压增加系数，δu为历史同期单位发电功率电压增加值，δu
ac
为超出电压，p
fn
为需降低发电单元输出功率；p1'为发电单元1分配输出功率；p
’2为发电单元2分配输出功率；p’n
为发电单元n分配输出功率；p
fi
为发电单元功率分配系数；pf为发电单元总的实际输出功率；
[0069]
②
当发电单元的出口电压u
ac
≤δ
·ulgb
时，计算发电单元输出功率的增加值；
[0070]
当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测发电单元的出口电压u
ac
波动小于等于电压波动系数范围δ与电压下限标准u
lgb
的乘积，即u
ac
≤δ
·ulgb
时，将电压波动系数范围δ与电压下限标准u
lgb
的乘积结果与发电单元的出口电压u
ac
进行差值计算，得到超出电压δu
ac
＝δ
·ulgb-u
ac
，控制器模块依据当前预设时间段的电压变化值与单位发电功率的系数β＝δu/kw，计算需增加发电单元输出功率为自适应多发电单元控制器依据需增加发电单元输出功率p
fn
，控制发电单元由大到小释放发电单元功率，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压趋于稳定在u
ac
±
2％≥δu
lgb
时，每个发电单元维持或跟踪微电网当前的电压输出功率。
[0071]
在本技术的较佳实施例中，自适应多发电单元控制器根据微电网电压变化率阈值λ
on
触发并网，执行并网相关策略，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块，监测到发电单元的出口电压u
ac
≥δ
·uugb
时，计算每个发电单元分配输出功率的增减值，以及发电单元的出口电压u
ac
≤δ
·ulgb
时，计算每个发电单元释放发电输出功率。
[0072]
进一步地，在本技术的较佳实施例中，
①
当发电单元的出口电压u
ac
≥δ
·uugb
时，计算发电单元输出功率的减少值；
[0073]
当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测发电单元的出口电压u
ac
≥δ
·uugb
时，计算发电单元的超出电压δu
ac
＝u
ac-δ
·uugb
，控制器模块依据当前预设时间段的电压变化值与单位发电功率的系数β＝δu/kw，计算需降低发电单元输出功率控制器模块读取当前时刻所有发电单元的输出功率并求和，得到求和功率∑pi，将求和功率∑pi减去所要降低的发电单元输出功率，得到发电单元总的实际输出功率pf＝∑p
i-p
fn
，通过发电单元总的实际输出功率与求和功率∑pi之比，得到发电单元功率分配系数通过发电单元功率分配系数与每个发电单元输出功率的乘积计算，得到每个发电单元分配实际输出功率p1'＝p
fi
×
p1；p2'＝p
fi
×
p2；
……
p’n
＝p
fi
×
pn；自适应多发电单元控制器依据对应发电单元分配功率输出协议代码；通过多接口多协议通讯模块发出控制对应发电单元降低发电输出功率；
[0074]
当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压趋于稳定在u
ac
±
2％≤δu
ugb
时，每个发电单元维持或跟踪微电网当前的电压输出功率；
[0075]
其中，u
ac
表示发电单元的出口电压，δ表示电压波动系数范围，u
ugb
表示电压上限标准，β为历史同期单位发电功率电压增加系数，δu为历史同期单位发电功率电压增加值，δu
ac
为超出电压，p
fn
为需降低发电单元输出功率；p1'为发电单元1分配输出功率；p2'为发电单元2分配输出功率；pn'为发电单元n分配输出功率；p
fi
为发电单元功率分配系数；pf为发电单元总的实际输出功率；
[0076]
②
当出口电压u
ac
≤δ
·ulgb
时，计算发电单元输出功率的增加值；
[0077]
当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测发电单元的出口电压u
ac
≤δ
·ulgb
时，将电压波动系数范围δ与电压下限标准u
lgb
的乘积结果与发电单元的出口电压u
ac
进行差值计算，得到超出电压δu
ac
＝δ
·ulgb-u
ac
，控制器模块依据当前预设时间段的电压变化值与单位发电功率的系数β＝δu/kw，计算需增加发电单元输出功率为自适应多发电单元控制器依据需增加发电单元输出功率p
fn
，控制发电单元由大到小释放发电单元功率，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压趋于稳定在u
ac
±
2％≥δu
lgb
时，每个发电单元维持或跟踪微电网当前的电压输出功率；
[0078]
其中，u
ac
表示发电单元的出口电压，δ表示电压波动系数范围，u
lgb
表示电压下限标准，β为历史同期单位发电功率电压增加系数，δu为历史同期单位发电功率电压增加值，δu
ac
为超出电压，p
fn
表示需增加发电单元输出功率。
[0079]
另一方面，本技术还提供一种自适应多发电单元控制器，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；
[0080]
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发电单元连接，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通讯接口通过通讯线与发电单元的通讯接口连接，多接口多协议通讯模块的输出端与控制器模块连接，控制器模块实时读取发电单元的数据信息；
[0081]
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发电单元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；
[0082]
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发电单元的短路状态，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。
[0083]
上述技术方案中，当某一个发电设备故障短路时，短路监测模块能够快速断开发电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，短路监测模块的对应的闭锁控制端变为解除状态。
[0084]
本技术的一种自适应多发电单元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：
[0085]
本技术的自适应多发电单元控制器能够通过微电网在并/离网发生时，会导致电压快速变化电压变化率陡增和频率的改变，由此利用电压变化率和频率变化，识别微电网在并/离网状态，依据不同的状态自适应多发电单元控制器执行对应的控制策略，减小分布式发电系统对微电网的冲击，保证了微电网电网质量的稳定性，进一步保障了微电网中发电单元的安全稳定运行。
附图说明
[0086]
为了更清楚地说明本技术的技术方案，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。
[0087]
图1为本技术实施例1的一种自适应多发电单元控制器的控制方法流程图；
[0088]
图2本技术实施例2的一种自适应多发电单元控制器的拓扑结构示意图；
[0089]
图3为应用了本技术实施例2的的自适应多发电单元控制器后的微电网拓扑结构示意图；
[0090]
图4为本技术实施例1中微电网离网状态下自适应多发电单元控制器的控制流程图；
[0091]
图5为本技术实施例1中微电网并网状态下自适应多发电单元控制器的控制流程图。
具体实施方式
[0092]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0093]
因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0094]
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。
[0095]
在本技术实施例的描述中，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技术和简化描述，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技术的限制。
[0096]
在本技术的描述中，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技术中的具体含义。
[0097]
本技术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，例如能够根据本技术实施例图示或描述中给出那些以外的顺序实施。
[0098]
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。
[0099]
本技术中使用的术语“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。
[0100]
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。
[0101]
为了保证微电网状态可靠的识别，本专利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
[0102]
1、微电网电压变化率触发识别条件
[0103]
①
通过微电网并网时电压变化率阈值λ
on
判断识别离网状态；
[0104]
②
通过微电网离网时电压变化率阈值λ
off
，判断识别并网状态；
[0105]
2、微电网频率f变化触发识别条件
[0106]
①
通过微电网并网时离网切换频率阈值f
β
判断识别离网状态。
[0107]
实施例1
[0108]
如图1所示，本技术提供了一种自适应多发电单元控制器的控制方法，包括以下步骤：
[0109]
s101，监测发电单元在预设时间段内的发电功率，并确定发电单元的工作状态，同时，初始化预设微电网并网电压变化率阈值和微电网离网电压变化率阈值；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，且预设时间段内的发电功率包括历史发电功率和当前发电功率；
[0110]
s102,在微电网并网工作状态下，根据所述发电单元的工作状态、历史发电功率和当前发电功率，预测分析微电网离网工作状态时发电单元的增减功率；
[0111]
s103，根据微电网离网电压变化率阈值或微电网并网电压变化率阈值识别离网或并网状态；包括：
[0112]
自适应多发电单元控制器实时采集所有发电单元发电功率，监测微电网的电压变化率依据微电网前一时刻的并网或离网状态，通过当前时刻微电网并网电压变化率阈值λ
on
和离网电压变化率阈值λ
off
，识别当前微电网所处并网或离网状态，自适应多发电单元控制器依据压变化率阈值执行并网或离网切换；
[0113]
s104，根据历史发电功率计算发电单元平均功率，并根据发电单元平均功率和功率因数判断发电单元停止工作的顺序，以及根据频率变化的增减实施发电单元控制策略；
[0114]
s105，根据微电网离网电压变化率阈值触发离网后，发电单元依据出口电压确定发电单元输出功率的增减值；
[0115]
s106，根据微电网并网电压变化率阈值和发电单元的增减功率确定发电单元投入运行的顺序。
[0116]
在本实施例1中，执行步骤s101之前，需要进行初始化设定，包括微电网并网电压变化率阈值λ
on
和微电网离网电压变化率阈值λ
off
，发电设备类型(光伏：组串型、并网型、容量、数量和与并网点的距离；风电：单机容量、数量)，每条线路损耗参数。另外，步骤s101中，采用电流传感器和电压传感器分别实时监测每一路发电单元的发电功率、电网频率和功率因数。
[0117]
进一步地，在本实施例1中，步骤s102具体包括：
[0118]
为了防止在离网时刻由于所有发电单元同时发电，功率输出无法外送，造成微电网电压发生突变，因此，微电网在并网工作状态时，自适应多发电单元控制器中的控制器模块依据当前时刻发电功率和历史发电功率进行发电单元工作功率及状态预分析，为避免在离网过程微电网发生急剧变化，依据历史同期发电功率和电压曲线，分析出不同预设时间段单位发电功率的电压变化系数并将每小时以15分钟划分为4个预设时间段，在每个预设时间段中初始设置单位发电功率的电压变化系数随着数据量的增加自学习迭代出新最佳的单位发电功率的电压变化系数
[0119]
同时以15分钟为一预设时间段分别找出历史同期发电功率最大值p
max
＝max(p
t1
,
p
t2
…
p
t15
)和电压最低u
min
＝min(u
t1
,u
t2
…ut15
)以及电压最高u
max
＝max(u
t1
,u
t2
…ut15
)，前者说明电流最大后者说明电流最小此电流为最小负荷情况下的上网电流。
[0120]
系统并网状态正常运行时，控制器模块读取当前时刻所有发电单元的输出电流，并求和得到求和电流∑ii，当i
min
≤∑ii≤i
max
时，将求和电流∑ii减去上网电流，得到当微电网离网时刻所有发电单元总的输出电流if＝∑i
i-i
min
，也是离网时刻负荷吸收电流，由此通过微电网离网时刻的发电单元输出电流与求和电流∑ii之比，得到每个发电单元离网时刻的输出电流系数，由此通过每个发电单元离网时刻的输出电流系数i
fi
与每个发电单元当前输出电流的乘积计算，得到未来离网时刻每个发电单元分配输出电流，即i1'＝i
fi
×
i1；i'2＝i
fi
×
i2；
……
i'n＝i
fi
×in
。
[0121]
其中，i1'为发电单元1分配输出电流；i'2为发电单元2分配输出电流；i'n为发电单元n分配输出电流；i
fi
为每个发电单元离网时刻的输出电流系数；if为微电网离网时刻所有发电单元总的输出电流。
[0122]
基于初始化线路损耗参数，考虑线路损耗最小和每台发电单元此时的输出效率范围利用筛选函数筛选出发电单元输出效率和发电单元输出效率将输出效率的发电单元减少输出电流，提高输出效率发电单元的输出电流，保障输出电流发电单元输出效率在
[0123]
由此设置待筛选电流数据为data[in]，筛选目标值为if＝∑i
i-i
min
。筛选过程中间结果为tmpres[i]。筛选函数为processdate(idx，sum)；接着以发电单元发电效率最高，线损最小为制约条件，即能量损失最小，遴选出最优组合进行动作，得到最优组合遴选函数为：
[0124]
其中，目标函数为遴选出来的发电单元输出电流if＝∑i
i-i
min
，约束条件s.t.为能量损失最小和发电单元发电效率最高相应功率波段，默认为逆变器工作在60％～80％额定功率p
n,i
下，即
[0125]
由此建立关闭或减功率输出对应发电单元的协议代码，当微电网发生离网运行时，控制器模块依据分析结果，将通过多接口多协议通讯模块对发电单元发出减少功率的协议代码；
[0126]
上述公式中，β为不同预设时间段单位发电功率的电压变化系数，，δu表示对应预设时间段内的电压变化值，kw表示单位发电功率；u
t1
为历史同期15分钟段的第1分钟电压；u
t2
为历史同期15分钟段的第2分钟电压；u
t15
为历史同期15分钟段的第15分钟电压；p
t1
为历史同期15分钟段的第1分钟功率；p
t
2为历史同期15分钟段的第2分钟功率；p
t15
为历史同期15分钟段的第15分钟功率；i
max
为历史同期15分钟段内最大电流；p
max
为历史同期15分钟段内最大功率；u
min
为历史同期15分钟段内最小电压；u
max
为历史同期15分钟段内最大电压；i
min
为历史同期15分钟段内最小电流；i
fi
发电单元输出电流占当前时刻发电单元求和电流的比值；if为离网时刻所有发电单元总的输出电流，p
n,i
表示额定功率，为最小损失能量，∑ii表示求和电流。
[0127]
进一步地，在本实施例1中，步骤s103具体包括：
[0128]
根据微电网离网电压变化率阈值识别离网或并网状态，包括：
[0129]
自适应多发电单元控制器实时采集所有发电单元发电功率，监测微电网的电压变化率依据微电网前一时刻的并网或离网状态，通过当前时刻微电网并网电压变化率阈值λ
on
和离网电压变化率阈值λ
off
，识别当前微电网所处并网或离网状态，自适应多发电单元控制器依据压变化率阈值执行并网或离网切换；
[0130]
根据多发电单元发电功率的变化判断对微电网电压的影响，将前一时刻采集发电单元控制器的出口电压u
t0-1
与当前时刻发电单元控制器的电压u
t0
差的绝对值减去的当前发电单元变化功率δpn与单位发电功率的电压变化系数β积的差，计算公式为δuw＝|u
t0-1-u
t0
|-β
·
δpn，其中，u
t0-1
为前一时刻采集发电单元的出口电压；u
t0
为当前时刻采集发电单元的出口电压；β为单位发电功率的电压变化系数，计算公式为δu为多发电单元功率变化造成微电网电压变化；δpn为前一时刻采集的所有发电单元输出功率∑p
i_t0
与当前时刻采集的所有发电单元输出功率差∑p
i_t0-1
的绝对值，计算公式为δpn＝|∑p
i_t0-∑p
i_t0-1
|。
[0131]
进一步地，在本实施例1中，步骤s104具体包括：
[0132]
自适应多发电单元控制器以1个采集周期为单位读取当前时刻前10采集周期每个发电单元在每一采集周期的历史发电单元功率为p
t1
,p
t2
…
p
t10
，并将历史发电单元功率求平均得到将n个发电单元平均功率分别定义为：p
ave1
,p
ave2
……
p
aven
，
[0133]
并通过顺序函数式：sort(processdate(p
ave1
,p
ave2
……
p
aven
,p
state
,n),'descend')依次筛选出由大到小n个发电单元平均功率为：p
max1
,p
max2
……
p
maxn
；
[0134]
其中，p
ave1
为第1台发电单元某一预设时间段发电单元平均功率，p
ave2
为第2台发电单元某一预设时间段发电单元平均功率，p
aven
为第n台发电单元某一易预设时间段发电单
元平均功率，sort为某一预设时间段的排序函数，processdate为筛选在线状态发电单元函，p
state
为发电单元状态，n为发电单元数量，n≥1，且为整数；
[0135]
在同一预设时间段(10个采集周期)内中筛选出p
max1
为最大发电单元功率，p
max2
为次大发电单元功率，p
maxn
为最小发电单元功率。
[0136]
进一步地，在本实施例1中，步骤s104具体包括：
[0137]
当功率因数0.9≤α≤1时，自适应多发电单元控制器控制发电单元从大到小依次停止工作，即控制步骤s103中发电单元以p
max1
,p
max2
……
p
maxn
的顺序依次停止工作；
[0138]
当功率因数α≤0.9时，自适应多发电单元控制器控制所有的发电单元维持当前工作状态，其中，α表示功率因数。
[0139]
更进一步地，步骤s104还包括：
[0140]
计算预设时间段内每一时刻的历史发电功率；
[0141]
对预设时间段内所有时刻的历史发电功率求平均，得到预设时间段内剩余的发电单元平均功率；
[0142]
对剩余的发电单元平均功率求和，得到求和平均功率；
[0143]
比较所述求和平均功率和目标停发功率；
[0144]
若所述目标停发功率不小于剩余的发电单元各自的求和平均功率，则将剩余的所有发电单元全部停止工作；
[0145]
若所述目标停发功率小于所述求和平均功率，引入sort排序函数构建目标停发功率和剩余的发电单元各自的求和平均功率的由大到小降序表达式g2，降序函数表达式g2如下：
[0146]
g2＝sort(processdate(p
ave1
,p
ave2
,p2……
p
aven
,p
state
,n),'descend')；
[0147]
g2为此时刻目标停发功率和剩余的发电单元各自的求和平均功率由大到小排列集合，根据所述顺序函数式g2，实时调整发电单元停止工作的顺序；；
[0148]
其中，p
ave
1表示剩余的第一个发电单元的求和平均功率，p
ave
2表示第二个发电单元的求和平均功率，p
aven
表示剩余的第n个发电单元的求和平均功率，p2表示目标停发功率，p
state
表示发电单元的工作状态，n表示剩余的发电单元数量，sort为某一时刻的排顺序函数；processdate为筛选剔除不在线负荷设备的函数，psnstate为负荷设备状态，当psnstate＝1时表示设备在线，当psnstate＝0时表示设备不在线；'descend'表示为降序排列。
[0149]
自适应多发电单元控制器根据微电网电压变化率阈值λ
off
触发离网，执行离网后相关的控制策略，关闭到特定的发电单元或减少发电单元输出功率，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压u
ac
≥δ
·uugb
时，计算每个发电单元分配输出功率的增减值，以及当发电单元的出口电压u
ac
≤δ
·ulgb
时，计算每个发电单元释放发电单元功率。
[0150]
进一步地，在本实施例1中，如图4所示，步骤s105具体包括：
[0151]
s1050，当自适应多发电单元控制器监测到微电网的电压变化率时，自适应多发电单元控制器按照发电单元的增减功率确定发电单元输出功率的增减值，其中，
δuw表示发电单元的出口电压变化量，λ
off
为微电网离网电压变化率阈值；表示微电网电压变化率，t表示采样周期；
[0152]
s1051，当自适应多发电单元控制器关闭到特定的发电单元时，自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压u
ac
≥δ
·uugb
时，计算发电单元输出功率的减少值；更进一步地，计算步骤如下：
[0153]
当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测发电单元的出口电压u
ac
大于等于电压波动系数范围δ与电压上限标准u
ugb
的乘积，即u
ac
≥δ
·uugb
时，计算发电单元的出口电压u
ac
减去电压波动系数范围δ与电压上限标准u
ugb
的乘积，得到超出电压δu
ac
＝u
ac-δ
·uugb
，控制器模块依据当前预设时间段的电压变化值与单位发电功率的系数β＝δu/kw，计算需降低发电单元输出功率公式为控制器模块读取当前时刻所有发电单元的输出功率并求和，得到求和功率∑pi，将求和功率∑pi减去所要降低的发电单元输出功率，得到发电单元总的实际输出功率pf＝∑p
i-p
fn
，通过发电单元总的实际输出功率与求和功率∑pi之比，得到发电单元功率分配系数由此通过发电单元功率分配系数与每个发电单元输出功率的乘积计算，得到每个发电单元分配实际输出功率，即p1'＝p
fi
×
p1；p2'＝p
fi
×
p2；
……
p’n
＝p
fi
×
pn，其中，u
ac
表示发电单元的出口电压，δ表示电压波动系数范围，u
ugb
表示电压上限标准，β为历史同期单位发电功率电压增加系数，δu为历史同期单位发电功率电压增加值，δu
ac
为超出电压，p
fn
为需降低发电单元输出功率；p
’1为发电单元1分配输出功率；p
’2为发电单元2分配输出功率；p’n
为发电单元n分配输出功率；p
fi
为发电单元功率分配系数；pf为发电单元总的实际输出功率；
[0154]
因此，自适应多发电单元控制器依据对应发电单元分配功率输出协议代码，通过多接口多协议通讯模块发出控制对应发电单元降低发电输出功率；
[0155]
s1052，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压趋于稳定在u
ac
±
2％≤δu
ugb
时，每个发电单元维持或跟踪微电网当前的电压输出功率；
[0156]
s1053，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压u
ac
≤δ
·ulgb
时，计算发电单元输出功率的增加值；
[0157]
更进一步地，具体计算步骤如下：在微电网在离网运行过程中，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测发电单元的出口电压u
ac
波动小于等于电压波动系数范围δ与电压下限标准u
lgb
的乘积，即u
ac
≤δ
·ulgb
时，将电压波动系数范围δ与电压下限标准u
lgb
的乘积结果与发电单元的出口电压u
ac
进行差值计算，得到超出电压δu
ac
＝δ
·ulgb-u
ac
，控制器模块依据当前预设时间段的电压变化值与单位发电功率的系数β＝δu/kw，计算需增加发电单元输出功率为自适应多发电单元控制器依据需增加发电单元输出功率p
fn
，控制发电单元由大到小释放发电单元功率，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压趋于稳定在u
ac
±
2％≥δu
lgb
时，每个发电单元维持或跟踪微电网当前的电压输出功率。
[0158]
s1054，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压u
ac
±
2％≤δu
ugb
时，发电单元维持或跟踪微电网当前的电压输出功率；
[0159]
自适应多发电单元控制器根据微电网电压变化率阈值λ
on
触发并网，执行并网相关策略，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块，监测到发电单元的出口电压u
ac
≥δ
·uugb
时，计算每个发电单元分配输出功率的增减值，以及发电单元的出口电压u
ac
≤δ
·ulgb
时，计算每个发电单元释放发电输出功率。
[0160]
①
当发电单元的出口电压u
ac
≥δ
·uugb
时，计算发电单元输出功率的减少值；
[0161]
当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测发电单元的出口电压u
ac
≥δ
·uugb
时，计算发电单元的超出电压δu
ac
＝u
ac-δ
·uugb
，控制器模块依据当前预设时间段的电压变化值与单位发电功率的系数β＝δu/kw，计算需降低发电单元输出功率控制器模块读取当前时刻所有发电单元的输出功率并求和，得到求和功率∑pi，将求和功率∑pi减去所要降低的发电单元输出功率，得到发电单元总的实际输出功率pf＝∑p
i-p
fn
，通过发电单元总的实际输出功率与求和功率∑pi之比，得到发电单元功率分配系数通过发电单元功率分配系数与每个发电单元输出功率的乘积计算，得到每个发电单元分配实际输出功率p1'＝p
fi
×
p1；p2'＝p
fi
×
p2；
……
p’n
＝p
fi
×
pn；自适应多发电单元控制器依据对应发电单元分配功率输出协议代码；通过多接口多协议通讯模块发出控制对应发电单元降低发电输出功率；
[0162]
当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压趋于稳定在u
ac
±
2％≤δu
ugb
时，每个发电单元维持或跟踪微电网当前的电压输出功率；
[0163]
其中，u
ac
表示发电单元的出口电压，δ表示电压波动系数范围，u
ugb
表示电压上限标准，β为历史同期单位发电功率电压增加系数，δu为历史同期单位发电功率电压增加值，δu
ac
为超出电压，p
fn
为需降低发电单元输出功率；p1'为发电单元1分配输出功率；p2'为发电单元2分配输出功率；pn'为发电单元n分配输出功率；p
fi
为发电单元功率分配系数；pf为发电单元总的实际输出功率；
[0164]
②
当出口电压u
ac
≤δ
·ulgb
时，计算发电单元输出功率的增加值；
[0165]
当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测发电单元的出口电压u
ac
≤δ
·ulgb
时，将电压波动系数范围δ与电压下限标准u
lgb
的乘积结果与发电单元的出口电压u
ac
进行差值计算，得到超出电压δu
ac
＝δ
·ulgb-u
ac
，控制器模块依据当前预设时间段的电压变化值与单位发电功率的系数β＝δu/kw，计算需增加发电单元输出功率为自适应多发电单元控制器依据需增加发电单元输出功率p
fn
，控制发电单元由大到小释放发电单元功率，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压趋于稳定在u
ac
±
2％≥δu
lgb
时，每个发电单元维持或跟踪微电网当前的电压输出功率；
[0166]
其中，u
ac
表示发电单元的出口电压，δ表示电压波动系数范围，u
lgb
表示电压下限标准，β为历史同期单位发电功率电压增加系数，δu为历史同期单位发电功率电压增加值，δu
ac
为超出电压，p
fn
表示需增加发电单元输出功率。
[0167]
进一步地，在本实施例1中，如图5所示，步骤s106包括：
[0168]
s1060，当自适应多发电单元控制器监测到微电网的电压变化率时，自适应多发电单元控制器将发电单元按照发电功率由大到小依次投入运行，其中，δuw表示发电单元的出口电压变化量，λ
on
为微电网并网电压变化率阈值；表示微电网一个采样周期时间内的电压变化率，t表示采样周期；
[0169]
s1061，自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压u
ac
≥δ
·uugb
时，计算发电单元输出功率的减少值；
[0170]
更进一步地，计算步骤如下：当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测发电单元的出口电压u
ac
大于等于电压波动系数范围δ与电压上限标准u
ugb
的乘积，即u
ac
≥δ
·uugb
时，计算发电单元的出口电压u
ac
减去电压波动系数范围δ与电压上限标准u
ugb
的乘积，得到超出电压δu
ac
＝u
ac-δ
·uugb
，控制器模块依据当前预设时间段的电压变化值与单位发电功率的系数β＝δu/kw，计算需降低发电单元输出功率公式为控制器模块读取当前时刻所有发电单元的输出功率并求和，得到求和功率∑pi，将求和功率∑pi减去所要降低的发电单元输出功率，得到发电单元总的实际输出功率pf＝∑p
i-p
fn
，通过发电单元总的实际输出功率与求和功率∑pi之比，得到发电单元功率分配系数由此通过发电单元功率分配系数与每个发电单元输出功率的乘积计算，得到每个发电单元分配实际输出功率，即p1'＝p
fi
×
p1；p2'＝p
fi
×
p2；
……
p’n
＝p
fi
×
pn。由此，自适应多发电单元控制器依据对应发电单元分配功率输出协议代码，通过多接口多协议通讯模块发出控制对应发电单元降低发电输出功率；
[0171]
s1062，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压u
ac
±
2％≥δu
lgb
时，发电单元维持或跟踪微电网当前的电压输出功率；
[0172]
s1063，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压u
ac
≤δ
·ulgb
时，计算发电单元输出功率的增加值；
[0173]
更进一步地，具体计算步骤如下：
[0174]
在自适应多发电单元控制器中由大到小的发电功率依次投入过程中，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测发电单元的出口电压u
ac
波动小于等于电压波动系数范围δ与电压下限标准u
lgb
的乘积，即u
ac
≤δ
·ulgb
时，将电压波动系数范围δ与电压下限标准u
lgb
的乘积结果与发电单元的出口电压u
ac
进行差值计算，得到超出电压δu
ac
＝δ
·ulgb-u
ac
，控制器模块依据当前预设时间段的电压变化值与单位发电功率的系数β＝δu/kw，计算增加发电单元输出功率为自适应多发电单元控制器依据需增加发电单元输出功率p
fn
；
[0175]
因此，自适应多发电单元控制器依据对应发电单元分配功率输出协议代码，通过多接口多协议通讯模块发出控制发电单元由大到小释放发电单元功率；
[0176]
s1064，当自适应多发电单元控制器中的控制器模块监测到发电单元的出口电压u
ac
±
2％≥δu
lgb
时，发电单元维持或跟踪微电网当前的电压输出功率，其中，u
ac
表示发电单元的出口电压，δ表示电压波动系数范围，u
lgb
表示电压下限标准，β为历史同期单位发电功率电压增加系数，δu为历史同期单位发电功率电压增加值，δu
ac
为超出电压，p
fn
为需增加发电单元输出功率。
[0177]
在本实施例1中，进一步地，自适应多发电单元控制器还可根据微电网的频率自适应确定发电单元输出功率的增减值，具体的操作步骤如下：
[0178]
当自适应多发电单元控制器中的控制器模块检测到微电网频率f
t1
小于等于微电网离网切换频率阈值f
β
，即f
t1
≥f
β
，此时微电网处于离网工作状态，负荷较少，自适应多发电单元控制器快速响应，依据微电网离网前一时刻的发电单元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s104的操作，将某一组发电单元停止工作；
[0179]
同时，自适应多发电单元控制器计算出该发电单元停发功率p1及读取的当前时刻的微电网频率f
t2
，将当前时刻的微电网频率f
t2
与离网时刻的微电网频率f
t1
差值计算，即δf＝|f
t1-f
t2
|，由此得到当前停发的发电单元功率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，自适应多发电单元控制器计算出目标停发功率p2为：则
[0180]
自适应多发电单元控制器将剩余的发电单元输出平均功率p
ave1
,p
ave2
……
p
aven
，求和，得到求和平均功率∑p
avei
，自适应多发电单元控制器将目标停发功率p2与求和平均功率∑p
avei
比较，当p2≥∑p
avei
时，将所有的剩余发电单元全部停止工作；
[0181]
当p2＜∑p
avei
时，自适应多发电单元控制器依据目标停发功率p2与现有的多个发电单元通过顺序函数式，参见步骤s104：
[0182]
sort(processdate(p
ave1
,p
ave2
,p2……
p
aven
,p
state
,n),'descend')，依次筛选出由大到小n个发电单元平均功率，即p
max1
,p
max2
,
……
p
maxl
,p
2max
,p
maxu
……
p
maxn
，将排序后的停发功率p
2max
与相邻的p
maxu
和p
maxl
两组功率值功率筛选出，即p2≤p
maxu
功率和p2＞p
maxl
，在分别计算出排序后的小于和大于停发功率p2相邻发电单元与停发功率p2的差值，即
[0183]
δp
2l
＝p
2-p
maxl
和δp
2u
＝p
maxu-p2；
[0184]
再将δp
2l
与δp
2u
比较，判断δp
2l
与δp
2u
哪个与停发功率p2差值最小，当δp
2u
＜δp
2l
时，取平均功率p
maxu
为停止发电对应的发电单元；当δp
2u
≥δp
2l
时，取平均功率p
maxl
为停止发电对应的发电单元，从而实现微电网频率稳定工作；
[0185]
上述公式中，f0为标准频率50hz；f
t2
为当前时刻的微电网频率；f
t1
为离网时刻的微电网频率；α为功率因数；δf为当前时刻的微电网频率f
t2
与离网时刻的微电网频率f
t1
差值的绝对值；p1为当前停发的发电单元功率，即已减载功率值；p2为目标停发功率；p
2max
为排序后的停发功率，其值为p2＝p
2max
；p
maxu
为排序后的大于目标停发功率p2相邻发电单元，p
maxl
为排序后的小于目标停发功率p2相邻发电单元；δp
2l
为排序后的小于目标停发功率p2相邻发电单元与目标停发功率p2的差值；δp
2u
为排序后的大于目标停发功率p2相邻发电单元与目标停发功率p2的差值；i为1，2
……
n中的任意一个整数，此处n为自然数。
[0186]
实施例2
[0187]
参见图2，为一种自适应多发电单元控制器的拓扑结构示意图，所述自适应多发电
单元控制器包括：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n个接触器，即图2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；
[0188]
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分别与相应的发电单元pv/pw1，pv/pw2，...，pv/pwn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qo1，...，qon连接；接触器驱动模块的输入端qi1，...，qin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ji1，...，jin连接；短路监测模块的输出端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r/to的输出端与控制器模块的输入端r/ti连接；
[0189]
进一步地，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发电单元pv/pw1，pv/pw2，...，pv/pwn的短路状态，通过闭锁控制端打开或闭锁对应接触器。
[0190]
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发电单元pv/pw1，pv/pw2，...，pv/pwn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。
[0191]
其中，所述控制器模块还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发电单元的短路状态，控制器模块通过接触器驱动模块控制对接触器的接通与关闭。
[0192]
进一步地，多接口多协议通讯模块有多个通讯接口，即图2中的t1
……
ton，每个通讯接口通过通讯线与对应的发电单元的通讯接口ri1,ri2，...，rin连接，多接口多协议通讯模块的数据输出端r/to与控制器模块的输入端r/ti连接，控制器模块可以实时读取发电单元数据。
[0193]
上述技术方案中，当某一个发电设备故障短路时，短路监测模块能够快速断开发电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，短路监测模块的对应的闭锁控制端变为解除状态。
[0194]
如图3所示，为应用了本实施例的自适应多发电单元控制器后的微电网拓扑结构示意图。
[0195]
本实施例中，自适应多发电单元控制器的工作原理如下：
[0196]
由于自适应多发电单元控制器所处环境不具备与上级通讯条件，基于微电网在并/离网发生时，会导致电压快速变化电压变化率陡增和频率的改变，由此利用电压变化率和频率变化，识别微电网在并/离网状态，依据不同的状态自适应多发电单元控制器执行对应的控制策略。
[0197]
当微电网在并网工作状态时，自适应多发电单元控制器中的控制器模块依据当前时刻和历史数据进行发电单元工作功率及状态预分析，为避免在微电网离网状态下电网发生急剧变化，依据历史同期发电功率和电压曲线，分析出不同时间段的电压变化与发电功率的规律，并以15分钟为一时段分别找出历史同期功率最大值p
max
，电压最低值u
min
和电压
最高值u
max
，前者说明负荷最大i
max
，后者说明负荷最小i
min
，此电流为最小负荷情况下的上网电流。控制器模块读取当前时刻所有发电单元的输出电流，并求和电流∑ii，得到当微电网离网时刻的发电单元输出电流if＝∑i
i-i
min
，由此建立关闭或减少功率输出对应发电单元的协议代码，当微电网发生离网运行时控制器模块依据分析结果，将通过多接口多协议通讯模块对发电单元发出减少功率协议代码。
[0198]
之后的过程控制依据微电网稳定以及发电单元发电最大化为原则，实时调控发电单元的输出功率增减值。
[0199]
微电网在并网工作状态时，短路监测模块监测自适应多发电单元控制器与发电设备是否发生短路，当监测有短路时控制器模块首先向接触器驱动模块发送指令控制与发电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状态时，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，以提示曾经自适应多发电单元发生过短路。
[0200]
需要特别说明的是，在本技术的实施例中，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；另外，其余字母含义均作出了说明，没有作出说明的也可根据本技术说明书的前后内容或本领域技术人员的公知常识得出。因此，并不会导致本技术的技术方案不清楚，不能认为是对本技术技术方案的限制。
[0201]
本技术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技术总的构思下的几个示例，并不构成本技术保护范围的限定。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技术方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本技术的保护范围。