一种基于分布式控制的微电网主动同步控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于分布式控制的微电网主动同步控制方法，其特征在于：利用分布式控制技术，通过局部信息交互主动调节微电网系统母线电压，实现微电网从孤岛运行模式到并网运行模式的平滑过渡。同步控制器中产生的同步校正信号仅传递给领导微源，领导微源再与邻近微源交互信息。同时，其他微源也与其邻近微源相互交换信息。最终，所有微源均达到一致性行为即电压和频率一致、无功功率按比例分配，微电网系统母线电压将与大电网同步，实现无缝并网。与传统的同步方法比较，本发明基于本地稀疏通信，不需要复杂通信网络，减小了成本、提高了系统可靠性、灵活性和冗余度。并且，即使分布式通信网络发生故障，底层下垂控制仍可保证系统正常运行。
【专利说明】
一种基于分布式控制的微电网主动同步控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及分布式发电、微电网技术领域，具体涉及一种基于分布式控制的微电 网主动同步控制方法。
【背景技术】
[0002] 微电网作为分布式电源的有效载体，包含各种形式的微源、储能装置、能量转换装 置、保护装置以及负载监测等设备，是能够实现自我控制、保护和管理的小型发电系统，具 有孤岛和并网两种运行模式。微电网的提出为提高电力系统供电的可靠性、有效利用可再 生能源，和减小环境污染及电能损耗等提供了新的有效途径。
[0003] 大电网指总容量大、供电覆盖面积大、向电网馈电的电厂数量多且形式多样、电网 自身最高电压等级高且所含的电压等级多、交直流同在、用户多且需求复杂多样等复杂程 度高的大型电力系统。
[0004] 正常情况下，微电网与大电网并网运行，当大电网发生故障或电能质量不满足负 荷要求时，微电网需快速、主动地与大电网断开，过渡到孤岛运行状态，以保证微网内重要 负荷的持续可靠供电。孤岛运行模式切换到并网模式过程中可能会出现较大的电压、电流 冲击现象，这些现象会对电网、负载和逆变器产生不利影响，造成重要负荷的供电中断。因 此孤岛与并网运行模式间的无缝切换是实现微电网系统运行多样化、满足用户多样化电力 服务、重要负荷的不间断供电的必要保证。而要实现微网从孤岛到并网运行模式的平滑过 渡，减小并网冲击，主动同步控制方法至关重要。
[0005] 传统的准同期并网控制方法只能解决单个微源并网问题，对于含高渗透率的分布 式微源组成的网络型微电网传统的方法已不再适用。目前大多数的微电网并网同步方法， 在可查文献中其思路基本为两种:一种是首先检测外部电网电压和微电网电压的差值，然 后通过低速通信以频率和电压调节的方式控制微电网内部具备调频和调压能力的微电网 逆变器调节微电网电压，逐步实现与大电网同步，这种同步方法与传统的准同期并网控制 方法都是只考虑了单微源并网问题;另一种是利用集中通信广播信息给各微源解决含多微 源的微电网并网问题。但是，集中控制的通信线路长、成本高、可靠性低，而且集中控制的方 法应用于含高渗透率分布式微源的网络型微电网是不切实际的。因此含高渗透率分布式微 源的微电网的并网同步控制面临着巨大的挑战。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种基于分布式控制的微电网主动同 步控制方法，实现微电网孤岛到并网运行模式的平滑切换。
[0007] 为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
[0008] -种基于分布式控制的微电网主动同步控制方法，所述微电网包括若干分布式微 源DG、n条母线、传输线路、负载、并网开关、同步控制器、通信网络，所述若干分布式微源之 间并联连接、所述若干分布式微源通过各自的馈线连接到所述母线上，所述若干分布式微 源分为领导微源1012即"领导者"和跟随微源1011即"跟踪者"，所述同步控制器1020用来产 生同步控制信号，所述通信网络为分布式通信网络，同步控制器1020产生的同步控制信号 仅传送给领导微源1012,领导微源1012与位于邻居位置的邻近微源共享信息，跟随微源 1011也与位于邻居位置的邻近微源交互信息，最终所有微源均达到一致性行为即电压和频 率一致、无功功率按比例分配，微电网与大电网公共连接点PCC点电压与大电网同步，具体 步骤包括：
[0009] (1)当大电网发生故障或电能质量不满足负荷要求时，微电网快速、主动地与大电 网断开，处于孤岛运行模式，此时微源逆变器采用下垂控制；
[0010] (2)当大电网电压恢复正常后，同步控制器启动预同步算法，进行主动同步控制；
[0011] (3)综合每个微源的发电能力、下垂系数和微源与PCC点之间的距离，选取领导微 源；
[0012] (4)根据领导微源接收的信息，同步控制器采用分布式控制方法调节各微源输出 电压、频率，从而调节PCC点电压与大电网同步；
[0013] (5)当PCC点电压满足微电网并网标准时，同步控制器发出命令，使并网开关1030 自动闭合，则微电网由孤岛运行模式切换至并网运行模式。
[0014] 领导微源与邻近微源共享信息，其他微源也与邻近微源交互信息中的邻近微源指 的是分布式控制方法中位于邻居位置的微源。例如，图11中对于微源1:微源2和微源4为微 源1的邻近微源，微源3不是微源1的邻近微源，与微源1无通信线路以致无法与微源1进行信 息交互;对于微源4:微源1、微源2、微源3都是微源1的邻近微源，都可与微源1进行信息交 互。
[0015] 步骤（1)中，在微电网处于孤岛运行模式时，微源逆变器采用下垂控制方法，主要 的控制目标是维持微网内电压、频率稳定和按比例分配负载功率，电压、频率下垂控制方程 为：
[0016] ω i = ω *-miPi
[0017] Vi = V*-ruQi
[0018] 其中，co'f分别为微源在空载下输出电压的角频率和电压幅值，cOnVi*别为第 i个微源实际输出电压的角频率和电压幅值参考值，PhQi*别为第i个微源输出的有功和无 功功率，mi、 m分别为第i个微源频率下垂(Ρ-ω)和电压下垂(Q-V)的下垂系数。
[0019] 步骤(2)中的预同步控制算法包含在同步控制器1020中，考虑到电压矢量叉积能 同时反映频率和相角偏差，首先将大电网电压和PCC点电压瞬时值进行交叉计算，计算电压 幅值误差，然后通过同一 ΡΙ控制器同时调节PCC点电压、频率和相角；
[0020] 电压矢量叉积如下：
[0021 ] ΘΘ - _Vga V V gJ3V ccl
[0022]电压幅值误差表达如下：
[0024] 其中Vga、Vc；a分别为大电网电压和PCC点电压a轴分量，Vg^Vc^分别为大电网电压和 PCC点电压β轴分量；
[0025] ee、eu分别采用ΡΙ控制产生同步校正信号&略"和AF:,其表达式为：
[0028] 其中kps、kls分别为PI控制器比例系数和积分系数，kpvs、k lvs分别为PI控制器比例 系数和积分系数。
[0029] 步骤(3)中，综合每个微源的发电能力、下垂系数和微源与PCC点之间的距离，选取 领导微源原则为:选取发电能力大、下垂系数小、与PCC点距离近的微源为领导微源，发电能 力大则下垂系数小，所以只需综合计算发电能力和与PCC点的距离，例如计算每个微源发电 能力数值和与PCC点的距离数值的比值，选取比值大的微源为领导微源。
[0030] 步骤(4)中，分布式协同控制问题一般分为两类:无领导的趋同控制即一致性问题 以及带有领导者的分布式跟踪问题，本发明采用带有领导者的分布式跟踪控制方法，根据 先前设定的一致性协议，所有的"跟踪者"即跟随微源的状态渐近跟踪"领导者"即领导微源 的状态，调节各自输出频率、电压幅值，从而减小并网开关两端电压的相角差和电压幅值 差，直至PCC点电压与大电网电压同步；
[0031] 本发明采用分布式协同控制方法解决微电网孤岛后重新并网问题，该方法利用稀 疏通信、只有领导微源获得同步控制器中产生的同步校正信号、每个微源只需获取邻近微 源信息，因此，通信线路短、节约投资和运行成本，系统可靠性高；
[0032]针对跟随微源DG-i，采用分布式协同控制进行频率调节，其一致性协议如下：
[0033] ω i= ω *-miPi+Δ ω i
[0035] 其中，Δ ωι为第i个微源的控制变量，1^为正增益系数，&1谦示微源i和微源j之间 连接权重，a^>0表示微源i接收到微源j的信息；
[0036] 针对领导微源DG-k，同步校正信号Δ<",加到Δ cok，其控制方程为：
[0037] ω k = ω *-mkPk+ Δ ω k
[0039] 其中，b为正常数；
[0040] 稳态时所有Δ ω的导数均为〇,所有微源的Δ ω均相等，即保证所有微源具有同样 的频率偏移；
[0041 ]主动同步控制方法中采用分布式协同控制调整电压幅值，其控制方程为：
[0044]其中，ΔΙ为控制变量，&为同步校正信号的增益值，blj表示微源i和微源j之 间无功功率调节权重，bij>0表示微源i从微源j接收无功功率信息;kgj、k(ji分别为微源j和 微源i无功功率均分控制系数，k v为正增益系数；
[0045] 对于领导微源DG-k:&>0、bkj = 0,对于跟随微源DG-i :0i = O、bij = l，领导微源负 责调节PCC点电压，而其他微源控制无功功率均分间接调节输出电压，采用分布式控制，不 仅达到无功功率按比例分配而且保证PCC点电压幅值与大电网电压同步；
[0046] 同步控制器检测大电网电压和PCC点电压即并网开关两端电压，通过同步算法产 生同步校正信号，这些信号仅传送给领导微源，通过建立的一致性协议，从而 在微源之间形成领导-跟随关系，最终使得1 = %;孤岛模式下，所有微源均采用下垂控制作 为一次控制来提高系统的鲁棒性，此时维持分布式结构，所提出的分布式协同控制可以进 行电压频率恢复和保证无功功率的精确均分。
[0047] 步骤(5)中，当PCC点电压满足微电网并网标准时，同步控制器发出命令，使并网开 关自动闭合，微电网由孤岛运行模式切换至并网运行模式，由于逆变器型微源响应速度快、 低惯性、过载能力差，为了避免大的电流冲击，达到平滑并网，微电网需要更加严格的并网 标准，本发明并网标准包括：PCC点电压满足|f g-fc|彡0.05HZ，|Vg-Vc|彡3%Vn， -0e(J <1°三个公式且持续200ms之后，同步控制器发出命令，并网开关闭合，其中，fg表 示大电网频率，f。表示PCC点频率，Vg表示大电网电压幅值，V。表示PCC点电压幅值，Vn表示标 准电压，臀go表示大电网相角，供《〇表示PCC点相角。
[0048]本发明的有益效果为：
[0049] 本发明为含高渗透分布式微源的网络型微电网并网同步提供了一种新的方法。与 现有技术相比，该方法优点为：
[0050] 1、保证微电网从孤岛运行模式到并网运行模式的平滑切换。
[0051 ] 2、领导微源在决定PCC点的特性中有较高的加权值，PCC点电压由领导微源主导， 因此，预同步时间不受微电网拓扑结构的限制。
[0052] 3、孤岛模式下，分布式协同控制可以用来恢复频率、电压和维持功率均分。
[0053] 4、所提出的方法可以拓展到并网运行模式，形成并离网统一控制策略，解决微电 网不同模式之间的切换问题。
[0054] 5、采用分布式控制，避免采用中央控制器，基于本地通信，通信线路短、成本低，提 高系统可靠性、可扩展性、灵活性，具有点对点功能，即使分布式网络故障，系统仍能鲁棒的 运行。
【附图说明】
[0055] 图1为本发明采用分布式通信的微电网拓扑结构示意图；
[0056] 图2为本发明逆变器型微源控制框图；
[0057]图3为本发明同步校正信号生成示意图；
[0058]图4(a)为本发明分布式控制启动前后Ρ-ω下垂控制的下垂输出特性；
[0059] 图4(b)为本发明分布式控制启动前后Q-V下垂控制的下垂输出特性；
[0060] 图5为本发明基于分布式控制的主动同步方法整体控制框图；
[00611图6为本发明微源容量为0_500kVA的微电网并网标准；
[0062] 图7为本发明微电网系统仿真模型；
[0063] 图8为本发明所提出的基于分布式控制的主动同步方法仿真波形图；
[0064] 图9为本发明通信线路故障时系统仿真波形；
[0065] 图10为本发明的基于分布式控制的微电网主动同步控制方法实施例的流程图； [0066]图11为微源之间信息交互示意图。
【具体实施方式】
[0067] 下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明，但不限于此。
[0068] 图1为本发明采用分布式通信的微电网拓扑结构示意图，包括若干分布式微源DG、 η条母线、传输线路、负载、并网开关1030、同步控制器1020、通信网络，所述若干分布式微源 之间并联连接，通过各自的馈线连接到所述母线上，所述若干分布式微源分为领导微源 1012和跟随微源1011，所述同步控制器1020用来产生同步控制信号，所述通信网络为分布 式通信网络，同步控制器1020产生的同步控制信号仅传送给领导微源1012,领导微源1012 与自身的邻近微源共享信息，其他微源也与邻近微源交互信息，最终所有微源均达到一致 性行为即电压和频率一致、无功功率按比例分配，微电网与大电网公共连接点PCC点电压与 大电网同步。
[0069] 本发明的控制方法具体包括如下步骤：
[0070] (1)当大电网发生故障或电能质量不满足负荷要求时，微电网快速、主动地与大电 网断开，处于孤岛运行模式，此时微源逆变器采用下垂控制。
[0071 ]孤岛运行模式时，微源逆变器采用下垂控制方法，主要的控制目标是维持微网内 电压、频率稳定和按比例分配负载功率，电压、频率下垂控制方程为：
[0072] ω i = ω *-miPi
[0073] Vi = V*-ruQi
[0074] 其中，co'f分别为微源在空载下输出电压的角频率和电压幅值，cOnVi*别为第 i个微源实际输出电压的角频率和电压幅值参考值，PhQi*别为第i个微源输出的有功和无 功功率，mi、 m分别为第i个微源频率下垂(Ρ-ω)和电压下垂(Q-V)的下垂系数。其详细控制 框图如图2所示，包括功率控制环201、电压控制环202、电流控制环203和虚拟阻抗环204,当 线路为阻感型时，启动虚拟阻抗环204,解耦有功和无功功率。
[0075] (2)当大电网电压恢复正常后，同步控制器1020启动预同步算法，进行主动同步控 制。
[0076] 电网同步控制目标是为了消除PCC点电压和大电网电压的误差，也就是并网开关 两侧电压的频率、相角和幅值必须满足并网标准。本发明的预同步控制算法包含在所述同 步控制器中，考虑到电压矢量叉积能同时反映频率和相角偏差，因此将大电网电压和PCC点 电压瞬时值进行交叉计算，计算电压幅值误差，然后通过同一 ΡΙ控制器同时调节PCC点电压 频率和相角，电压矢量叉积如下：
[0077] ΘΘ - _Vga V V gJ3V ccl
[0078] 电压幅值误差表达如下：
[0080] 其中Vga、Vc；a分别为大电网电压和PCC点电压a轴分量，Vg^Vc^分别为大电网电压和 PCC点电压β轴分量。
[0081] ee、eu分别采用PI控制产生同步校正信号和碼;,如图3所示，其表达式为：
[0084]其中kps、kls分别为PI控制器比例系数和积分系数，kpvs、k lvs分别为PI控制器比例 系数和积分系数。
[0085] (3)综合每个微源的发电能力、下垂系数和微源与PCC之间的距离，选取领导微源， 选取领导微源原则为:选取发电能力大、下垂系数小、与PCC点距离近的微源为领导微源。
[0086] 发电能力大则下垂系数小，所以只需综合计算发电能力和与PCC点的距离。例如计 算每个微源发电能力数值和与PCC点的距离数值的比值，选取比值大的微源为领导微源。
[0087] (4)采用分布式控制方法调节各微源输出电压、频率，从而调节PCC点电压与大电 网同步。
[0088] 分布式协同控制问题一般分为两类:无领导的趋同控制即一致性问题以及带有领 导者的分布式跟踪问题。孤岛微电网中，所有微源均有相同的稳态值，属于趋同控制问题； 预同步控制过程中，领导微源跟随大电网，其他微源跟随领导微源，属于分布式跟踪问题。 微电网通信拓扑一般采用图来描述，一个微源视为一个节点。用图G(v，e，A)来表示节点之 间的信息交换关系，G(v， e，A)由非空有限的节点集合v={l，2，，n}、边集ε v v以及邻接矩 阵A = [aij ] R R表示。本发明定义节点（i，j) ν表示节点i从节点j接收信息，对于任意（i，j) v，aij 0,且如果(i，j)v，贝丨J有(j，i)v，此时aij = ajio
[0089] 本发明采用带有领导者的分布式跟踪控制方法，根据先前设定的一致性协议，所 有的"跟踪者"即跟随微源的状态渐近跟踪"领导者"即领导微源的状态，调节各自输出频 率、电压幅值，从而减小并网开关两端电压的相角差和电压幅值差，直至PCC点电压与大电 网电压同步。
[0090] 本发明采用分布式协同控制方法解决微电网孤岛后重新并网问题，避免采用中央 控制器，该方法利用稀疏通信、只有领导微源获得同步控制器中产生的同步校正信号、每个 微源只需获取邻近微源信息，因此，通信线路短、节约投资和运行成本，系统可靠性高。
[0091 ]针对跟随微源DG-i，采用分布式协同控制进行频率调节，其一致性协议如下：
[0092] ω i= ω *-miPi+Δ ω i
[0094] 其中，Δ ωι为第i个微源的控制变量，kw为正增益系数，&1谦示微源i和微源j之间 连接权重，a^>0表示微源i接收到微源j的信息。
[0095] 针对领导微源DG-k，将同步校正信号加到Δ ω k，其控制方程为：
[0098] 其中，b为正常数。
[0099]稳态时所有Δ ω的导数均为〇,所有微源的Δ ω均相等，即保证所有微源具有同样 的频率偏移。图4(a)为分布式控制启动前后Ρ-ω下垂控制的下垂输出特性，分布式控制将 所有微源曲线抬升相同的值直到微电网输出电压角频率与大电网一致。
[0100]主动同步控制方法中采用分布式协同控制调整电压幅值，其控制方程为：
[0103] 其中，ΔΚ为控制变量，私为同步校正信号的增益值，表示微源i和微源j之 间无功功率调节权重，bij>0表示微源i从微源j接收无功功率信息;kgj、k(ji分别为微源j和 微源i无功功率均分控制系数，k v为正增益系数，对于领导微源DG-k:&>0、bkj = 0,对于跟 随微源DG-i = = 领导微源负责调节PCC点电压，而跟随微源控制无功功率均分间 接调节输出电压。采用分布式控制，不仅达到无功功率按比例分配而且保证PCC点电压幅值 与大电网电压同步。图4(b)描述了采用Q-V下垂控制的两个并联微源的无功功率分配情况， 线路由图4(b)可知，仅采用传统下垂控制无法保证无功功率均分，启动分布 式控制后不仅可以进行电压恢复，使得微电网并网母线电压与大电网同步，同时保证无功 功率按比例分配。
[0104] 图5为本发明基于分布式控制的主动同步方法整体控制框图，同步控制器检测大 电网电压vjPPCC点电压V。即并网开关两端电压，通过同步算法产生同步校正信号 Δ<"，这些信号仅传送给领导微源，通过建立的一致性协议，微源之间形成领导-跟随关 系，通过改变自身输出电压来调节PCC点电压，最终使得Vc； = Vg。孤岛模式下，所有微源均采 用下垂控制作为一次控制来提高系统的鲁棒性，此时维持分布式结构，所提出的分布式协 同控制可以进行电压频率恢复和保证无功功率的精确均分。
[0105] (5)当PCC点电压满足微电网并网标准时，同步控制器发出命令，使并网开关自动 闭合，微电网由孤岛运行模式切换至并网运行模式，由于逆变器型微源响应速度快、低惯 性、过载能力差，为了避免大的电流冲击，达到平滑并网，微电网需要更加严格的并网标准。 本发明采用的并网标准如图6所示，对并网开关两端的频率差、电压幅值差和相角差做出严 格的限制。
[0106] 图7为实施例微电网系统仿真模型，包含4个容量相同的微源7011和7012,本地负 载7030和公共负载7040，线路阻抗7050，并网开关7020 AG1为领导微源7011，接收同步控制 信号，所有微源与其邻近微源交互信息，邻接矩阵A= [a^]、B= [1?]分别为：
[0108] t = 0s时，微电网已和大电网断开处于孤岛运行模式，此时仅采用下垂控制。t = ls 时，启动分布式协同控制，当PCC点电压和大电网电压频率差、相角差和电压幅值差达到微 电网并网标准时，并网开关闭合。仿真波形如图8所示。
[0109] 启动提出的同步控制方法后，PCC点和大电网瞬时电压差Δ v逐渐减小，当PCC点电 压频率、相角和电压幅值满足如图6所示的微电网并网标准时，闭合并网开关7020。由图8 (d)-(h)所示，并网电流冲击比较小，达到了平滑切换。由图8(a)-(c)可见，所提出的同步方 法不仅可以恢复微电网系统电压、频率还可以保证无功功率均分。
[0110]将跟随微源DG2与DG3之间的通信断开验证系统的灵活性和冗余度，测试通信线路 故障对系统的影响。仿真结果如图9所示，当PCC点电压满足并网标准，持续200ms后并网开 关闭合，并网电流冲击较小，微电网由孤岛运行模式平滑地切换到并网运行模式。与无通信 故障仿真相比，仅是调节过程慢了一些，仍能保证无缝地重新并网。可见所提出的同步控制 方法即使通信故障，只要系统存在一生成树即微网内任意一个跟随微源都存在一条路径连 通到领导微源，仍能保证无缝的模式切换。
[0111]上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而并非对本发明创造【具体实施方式】的 限定。对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任 何修改或者等同替换，其仍处于本发明权利要求范围之中。
【主权项】
1. 一种基于分布式控制的微电网主动同步控制方法，其特征在于，所述微电网包括若 干分布式微源DG、n条母线、传输线路、负载、并网开关、同步控制器、通信网络，所述若干分 布式微源之间并联连接、所述若干分布式微源通过各自的馈线连接到所述母线上，所述若 干分布式微源分为领导微源和跟随微源，所述同步控制器用来产生同步控制信号，所述通 信网络为分布式通信网络，所述同步控制器产生的同步控制信号仅传送给所述领导微源， 所述领导微源与位于邻居位置的邻近微源共享信息，所述跟随微源也与位于邻居位置的邻 近微源交互信息，最终所有微源均达到电压和频率一致、无功功率按比例分配，所述微电网 与大电网的公共连接点PCC点电压与大电网同步，所述方法包括： (1) 当所述大电网发生故障或电能质量不满足负荷要求时，所述微电网与大电网断开， 处于孤岛运行模式，此时微源逆变器采用下垂控制模式； (2) 当所述大电网电压恢复故障前电压或电能质量满足负荷要求后，所述同步控制器 启动预同步算法，进行主动同步控制； (3) 综合每个微源的发电能力、下垂系数和所述每个微源与所述PCC点之间的距离，选 取领导微源； (4) 根据所述领导微源接收的信息，所述每个微源采用分布式控制方法调节各自输出 电压、频率，从而调节所述PCC点电压与大电网同步； (5) 当所述微电网电压满足微电网并网标准时，所述同步控制器发出命令，使并网开关 自动闭合。2. 根据权利要求1所述的基于分布式控制的微电网主动同步控制方法，其特征在于，所 述步骤（1)中，在所述微电网处于孤岛运行模式时，微源逆变器采用公￥进行 下垂控制，控制目标是维持微网内电压、频率稳定和按比例分配负载功率，其中，为微源 在空载下输出电压的角频率，f为微源在空载下输出电压的电压幅值，《1第1个微源实际输 出电压的角频率，V 1为第i个微源实际输出电压的电压幅值参考值，P1为第i个微源输出的有 功功率,Q1为第i个微源输出的无功功率， mi为第i个微源频率下垂的下垂系数，m为第i个微 源频率电压下垂的下垂系数。3. 根据权利要求1所述的基于分布式控制的微电网主动同步控制方法，其特征在于，所 述步骤(2)中的预同步控制算法包含在所述同步控制器中，所述的预同步算法包括： 首先采用公式ee = -VgaVrf+VgfiVca将所述大电网电压和所述PCC点电压瞬时值进行交叉 计算，Vga为所述大电网电压α轴分量，Vca为所述PCC点电压α轴分量； 采用公式计算电压幅值误差，Vgi!为所述大电网电压β轴分量， Vrf为所述PCC点电压β轴分量； 然后采用公式 <通过PI控制器产生同步校正信号调 节所述PCC点电压频率与相角，kps为PI控制器比例系数，kls为PI控制器积分系数，采用公式 通过所述PI控制器产生同步校正信号调节所 述PCC点电压幅值，kpvs为PI控制器比例系数，klvs为PI控制器积分系数。4. 根据权利要求1所述的基于分布式控制的微电网主动同步控制方法，其特征在于，所 述步骤(3)具体包括:选取发电能力大、下垂系数小、与所述PCC点距离近的微源为领导微 源。5. 根据权利要求1所述的基于分布式控制的微电网主动同步控制方法，其特征在于，所述 步骤(4)具体包括:首先采用一致性协议对第i个跟随微源DG-i采用分布式协同控制进行频率调节，其中，△ Co1为第i个微源的控制 变量，1^为正增益系数，表示微源i和微源j之间连接权重，a^>0表示微源i接收到微源j 的信息;针对所述领导微源DG-k，将同步校正信号△<."加到Δ cok，采用控制方程ω??=ω*-)对所述领导微源进行频率调节，b 为正常数，最终所有△ ω的导数均为〇,所有微源的△ ω均相等； 然后采用分布式协同控制方S调整所述各个微源电压幅值，A V1为控制变量，私为同步校正信号ΔΓ；；的增益值，I31谦示微 源i和微源j之间无功功率调节权重，bi j > 0表示微源i从微源j接收无功功率信息;1? j、kQi分 另IJ为微源j和微源i无功功率均分控制系数，kv为正增益系数，对于所述领导微源DG-k，&> 0、bkj = 0,对于所述跟随微源DG-i，0i = O、bij = 1; 同步控制器检测并网开关两端电压即大电网电压vjPPCC点电压v。，通过同步算法产生 同步校正信号和，所述校正信号仅传送给领导微源，通过建立的一致性协议，从 而在所述微源之间形成领导-跟随关系，最终使得 Vc； = Vg。6. 根据权利要求1所述的一种基于分布式控制的微电网主动同步控制方法，其特征在 于，所述步骤(5)中并网标准包括:所述PCC点电压满足I fg-f。| <0.05Hz，I Vg-Vc I彡3%Vn， PgirPdJ <1°三个公式且持续200ms之后，同步控制器发出命令，并网开关闭合，其中，fg表 示大电网频率，f。表示PCC点频率，Vg表示大电网电压幅值，V。表示PCC点电压幅值，Vn表示标 准电压，辦go表示大电网相角，A。表示PCC点相角。
【文档编号】H02J3/42GK106026188SQ201610325592
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】钟朝露, 孙尧, 侯小超, 韩华, 粟梅, 于晶荣, 杨建 , 陈英, 柳张杰
【申请人】中南大学