基于有限时间一致性的孤岛微电网分布式协调控制方法_2

文档序号:9869220阅读:来源:国知局
DBDG的一次频率下垂控制器输出值,否则表示第j个基于PQ控制或MPPT控制的DG的虚拟一 次频率下垂控制器输出值;
[003引当编号为j的单元不为DBDG时,Epri」表示第j个基于PQ控制或MPPT控制的DG的虚拟 一次电压下垂控制器的输出值,如式(11)所示:
[0039] Epri_i = Ererm(A-Q〇_i)式(11)
[0040] 式(11)中,Epri_i表示第i个基于PQ控制或MPPT控制的DG的虚拟一次电压下垂控制 器输出值瓜ef表示微电网电压控制的标准值,m表示第i个基于PQ控制或MPPT控制的DG的 虚拟无功电压下垂系数,按照式(15)设置;Q康示第i个基于PQ控制或MPPT控制的DG输出的 无功功率;Qoi表示第i个基于PQ控制或MPPT控制的DG输出无功功率的初始值。
[0041] 作为优选方案,所述的步骤20)中,au依据式(12)、式(13)确定,符号函数sign定义 如式(14)所示:
[0045] 式中,Num功与第i个DG相邻的DG数目;Numj为与第j个DG相邻的DG数目;0是影响平 均一致算法收敛速度的收敛因子,〇<目<1;N康示与第i个DBDG相邻的DG的集合; 1, X > 0
[0046] Sign(X)= 0, ^ = O 式(14) -1,x<0
[0047] 式(14)中,X为变量。
[004引有益效果:与现有技术相比,本发明实施例具有W下有益效果:本发明实施例的基 于有限时间一致性的孤岛微电网分布式协调控制方法,基于微电网的对等控制模式和分布 式通信架构,利用有限时间一致性W分布式控制的方式协调各分布式单元和储能按照容量 承担功率缺额,充分发挥了风光分布式发电单元的无功支撑能力。同时,在无中央控制器的 情况下,通过各分布式单元间的分布式协调控制消除了一次下垂控制产生的频率电压偏 差,将微电网的频率和电压恢复到标准值附近,保证了微电网的安全稳定运行,提高了微电 网控制的可靠性和鲁棒性。
【附图说明】
[0049] 图1是本发明的流程框图。
[0050] 图2是本发明实施例中微电网仿真结构图。
[0051] 图3是本发明实施例中微电网的各分布式电源输出的有功功率线条图。
[0052] 图4是本发明实施例中微电网的各分布式电源输出有功功率变化占有功可调容量 的比例线条图。
[0053] 图5是本发明实施例中微电网的各分布式电源输出的无功功率线条图。
[0054] 图6是本发明实施例中微电网的各分布式电源输出无功功率变化占无功可调容量 的比例线条图。
[0055] 图7是本发明实施例中微电网的频率线条图。
[0056] 图8是本发明实施例中微电网的各分布式电源输出电压的标么值线条图。
【具体实施方式】
[0057] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,W下结合附图及实施案例 对本发明进行深入地详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施案例仅仅用W解释本发 明,并不用于限定发明。
[0058] 如图1所示,本发明实施例的一种基于有限时间一致性的孤岛微电网分布式协调 控制方法,包括下述步骤:
[0059] 步骤10)进行一次下垂控制:当微电网发生功率扰动时,基于下垂控制的分布式发 电单元和储能,根据式(1)自动控制输出端的频率和电压,调整功率输出,维持微电网的功 率平衡:
[0061 ] 式中,基于下垂控制的分布式单元和储能单元为DBDG(Drc)Op-Based Distributed Generator and Energy Storage,简称DBDG),fpri_i表示第i个DBDG-次下垂控制产生的频 率参考值;f ref表示微电网频率控制的标准值;Hii表示第i个DBDG的有功频率下垂系数;Pi表 示第i个DBDG输出的有功功率;P〇_康示第i个DBDG输出有功功率的初始值;Epri_康示第i个 DBDG-次下垂控制产生的电压参考值;Eref表示微电网电压控制的标准值;ru表示第i个 DBDG的无功电压下垂系数;Qi表示第i个DBDG输出的无功功率;Q〇_i表示第i个DBDG输出无功 功率的初始值。
[0062] 所述的步骤10)中,m和mi依照式(8)确定:
[0064]式中,fmax表示微电网频率的最大允许值;fmin表示微电网频率的最小允许值;Pi_"ax 表示第i个DBDG输出有功功率的最大值;Emax表示微电网电压的最大允许值;Emin表示微电网 电压的最小允许值;Qi_max表示第i个DBDG输出无功功率的最大值;S康示第i个DBDG逆变器 的额定视在功率;Pi表示第i个DBDG输出的有功功率。
[0065] 步骤20)进行二次分布式控制:在分布式的控制架构下,同时进行有功频率控制和 无功电压控制,W实现各分布式单元按照可调容量承担微电网功率缺额及频率和电压的分 布式恢复。微电网的电压分布式恢复控制和无功功率均分控制是同时进行和相互关联的。 由于微电网中的线路W阻性和阻感性为主,线路电压降与有功和无功均相关,所有节点电 压并不能均恢复到标准值。当W参考节点进行电压恢复控制时,其无功功率的变化所导致 的功率均分控制带动了所有节点的电压恢复,从而在稳态情况下,所有DBDG共同承担功率 缺额,并且电压均分布在参考节点周围。
[0066] 所述的步骤20)中,进行有功频率控制的具体过程为:各DBDG根据本地频率测量值 与标准值的偏差W及邻居一次频率下垂控制器输出值,按照式(2)实现频率的分布式恢复, W确保频率的恢复控制不影响有功功率均分的精度:
[0067] f sec_i = Kpl 化 ef-fi)+KiljT fref-fi+fFTC_i]dt 式(2)
[006引式中,fsec_康示第i个DBDG的二次频率控制器输出值;Kp读示频率恢复的比例控 制器参数;fi表示第i个DBDG的本地频率测量值;Kii表示频率恢复的积分控制器参数;时TC_1 表示第i个DBDG有功功率均分的有限时间控制器输出值,时Tc_i由式(3)确定;
[0069] /町C-, = /Vz如(4/妒_,) 14/;,,-,广'式(3)
[0070] 式中,e康示有限时间控制器第一参数,sign表示符号函数,丫读示有限时间控制 器第二参数,Ql均表示有限时间控制器第立参数,其中,0如1<1,&〉0, 丫 1含0; A fpri康示第 i个DBDG-次频率控制器输出值的偏差,A fpri i由式(4)确定:
[007" A/",S 乂"'U 式(4) 於巧
[0072] 式中,N康示与第i个DBDG相邻的分布式单元DG的集合;ai康示第i个DBDG与第j个 DG间的通信禪合系数;若编号为j的单元为DBDG,则fpri」表示第j个DBDG的一次频率下垂控 审IJ器输出值;若编号为j的单元不为DBDG,则fpri」表示第j个基于PQ控制或MPPT控制的DG的 虚拟一次频率下垂控制器输出值。
[0073] 所述的步骤20)中,进行无功电压控制的具体过程为:各DBDG根据本地电压测量值 和邻居一次电压控制器的输出值,按照式(5)实现电压的分布式恢复和无功功率均分:
[0074] Esec_i = Kp2Kref-Ei)+Ki2j[biKref-Ei)+EFTC_i]dt 式巧)
[00对式中,Esec_康示第i个DBDG的二次电压控制器输出值;Kp2表示电压恢复的比例控 审Ij器参数瓜ef表示微电网电压控制的标准值;E康示第i个DBDG本地电压幅值的测量值;Ki2 表示电压恢复的积分控制器参数;bi表示第i个D抓G的电压参考系数,若D抓G为参考节点,bi 为1;若DBDG为非参考节点,则bi为0 ;EFTc_i表示第i个DBDG无功功率均分的有限时间控制器 输出值,由式(6)确定;
[0076] E做' J =私J咕攻AE护_i) \ AE妒 J \a: 护'iJ 式(6)
[0077] 式中,&表示有限时间控制器第四参数,丫 2表示有限时间控制器第五参数,02表示 有限时间控制器第六参数,其中,0<〇2<1,&〉0, 丫 2含0; A Epri_康示第i个D抓G-次电压下垂 控制器输出值的偏差,A Epri_i由式(7)确定:
[007引 ^妒_, = S。!7巧p,。-正式(7) 軒妳;
[0079] 式中,若编号为j的单元为DBDG,Eprij表示第j个DBDG的一次电压下垂控制器输出 值,否则Epri」表示第j个基于PQ控制或MPPT控制的DG的虚拟一次电压下垂控制器输出值。
[0080] 所述的步骤20)中,所述的进行无功电压控制中,基于PQ控制或MPPT控制的DG,本 地二次无功输出调整控制器按照式(9)进行:
[0082]式中,Qsee_i表示第i个基于PQ控制或MPPT控制的DG的无功功率参考值的调整值;m 表示第i个基于PQ控制或MPPT控制的DG的虚拟下垂系数,按照式(15)进行设定;AEpri_i表示 第i个基于PQ控制或MPPT控制的DG的虚拟一次电压下垂控制器输出值的偏差,按照式(16) 进行设定:
[0084] 式(15)中,Qi_max表示第i个基于PQ控制或MPPT控制的DG输出无功功率的最大值;Si 表示第i个基于PQ
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