面向电力能源互联网的基于模型预测算法的电网控制方法技术

本发明专利技术公开了一种面向电力能源互联网的基于模型预测算法的电网控制方法，包括对光伏发电系统进行最大功率跟踪控制；对风能发电系统进行最大功率跟踪控制；对储能系统进行安全控制；对牵引负载进行PMSM控制；对光伏发电系统进行模型预测控制；对风能发电系统进行模型预测控制；对储能系统进行模型预测控制；实时采集光伏发电系统、风能发电系统、储能系统和牵引负载的运行参数，以功率平衡为目的实现协调控制。本发明专利技术能量管理和控制结构更加明了，三层控制结构分工明确，模型预测控制精准，能够对微网中分布式电能的功率分配进行优化，而且响应速度快、效率较高，且能够有效提升电网稳定性和可靠性。

Power grid control method based on model predictive algorithm for power energy Internet

【技术实现步骤摘要】
面向电力能源互联网的基于模型预测算法的电网控制方法
本专利技术属于电气自动化领域，具体涉及一种面向电力能源互联网的基于模型预测算法的电网控制方法。
技术介绍
随时电气技术和新材料技术的不断发展，高比例可再生能源并网规模也不断增加，由于可再生源并网发电具有较强的随机性，这对电力系统的稳定性提出了更高的要求。同时由于分布式能源、电动汽车、储能等设备在末端配电网中的增加，使得开发智能、高效的微电网技术迫在眉睫。而对于具有多种形式的分布式可再生电源的微网，能量管理架构及变换器的控制方式更加复杂。这些因素给电力系统中微网技术的开发和优化带来了挑战。另一方面，电能变换及控制技术飞速发展，使得电能互联、分配及电能的使用方式发生了极大的变化。传统的电能形式、电压等级已不是局限电能互联的障碍。新的变换器控制技术的发展能够灵活处理各种类型的分布能源合理并入电网。在基于新的变换器控制技术的情况下，开发新的适合于多种分布式能源互联的能源互联网控制方法具有一定的意义。MPC(ModelPredictiveControl)模型预测控制技术以其快速的响应能力和基于系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向电力能源互联网的基于模型预测算法的电网控制方法，包括如下步骤：/nS1.对光伏发电系统进行最大功率跟踪控制；对风能发电系统进行最大功率跟踪控制；对储能系统进行安全控制；对牵引负载进行PMSM控制；/nS2.对光伏发电系统进行模型预测控制；对风能发电系统进行模型预测控制；对储能系统进行模型预测控制；/nS3.实时采集光伏发电系统、风能发电系统、储能系统和牵引负载的运行参数，以功率平衡为目的实现协调控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种面向电力能源互联网的基于模型预测算法的电网控制方法，包括如下步骤：
S1.对光伏发电系统进行最大功率跟踪控制；对风能发电系统进行最大功率跟踪控制；对储能系统进行安全控制；对牵引负载进行PMSM控制；
S2.对光伏发电系统进行模型预测控制；对风能发电系统进行模型预测控制；对储能系统进行模型预测控制；
S3.实时采集光伏发电系统、风能发电系统、储能系统和牵引负载的运行参数，以功率平衡为目的实现协调控制。


2.根据权利要求1所述的面向电力能源互联网的基于模型预测算法的电网控制方法，其特征在于步骤S1所述的对光伏发电系统进行最大功率跟踪控制，具体为采用扰动观察法，通过改变电压变化量对最大功率点电压进行搜索，找到光伏发电系统的最大功率点电压，并进行最大功率跟踪控制。


3.根据权利要求3所述的面向电力能源互联网的基于模型预测算法的电网控制方法，其特征在于步骤S1所述的对风能发电系统进行最大功率跟踪控制，具体为采用爬山法搜索风能发电系统的最大功率点，并进行最大功率跟踪控制。


4.根据权利要求3所述的面向电力能源互联网的基于模型预测算法的电网控制方法，其特征在于步骤S2所述的对光伏发电系统进行模型预测控制，具体为采用如下模型进行预测控制：
当开关为“开”时，光伏发电系统变换器的数学模型为：
当开关为“关”时，光伏发电系统变换器的数学模型为：式中L为变换器的并网电感；C为变换器的电容；V为变换器输出的电压；IL为变换器的输出电感电流；Iinv为变换器的电流；Vpv为光伏发电系统的电压；Ipv为光伏发电系统的电流；Vc为变换器的电容电压；
根据上述光伏发电系统变换器的数学模型，电压和电流分别预测为：
开关为“开”时：S＝1，
开关为“关”时，S＝0，
选取评价函数为：g＝|Iref-IL(k+1)|；
式中Tc为控制步长；Iref为给定电流。


5.根据权利要求4所述的面向电力能源互联网的基于模型预测算法的电网控制方法，其特征在于步骤S2所述的对风能发电系统进行模型预测控制，具体为采用如下模型进行预测控制：
永磁直驱风力发电机的小信号模型为：
电磁转矩为：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：章小枫，李映雪，钟士元，王伟，王敏，周成，徐朦，汪楚锟，王雅婷，刘小春，吕胜，罗文，
申请(专利权)人：国网江西省电力有限公司经济技术研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36