一种交流微网群分散分布混合二次调频控制方法技术

本发明专利技术公开了一种交流微网群分散分布混合二次调频控制方法，包括步骤：S1、建立交流微网群模型，交流微网群模型包括K个微电网集群并处于孤岛运行模式，其中，第k个微电网集群中含有n

【技术实现步骤摘要】
一种交流微网群分散分布混合二次调频控制方法


[0001]本专利技术属于微电网控制
，具体涉及一种交流微网群分散分布混合二次调频控制方法。

技术介绍

[0002]对于传统能源的日益短缺以及社会用电增长，开发光伏、风能等新型能源则成为了全球能源发展的道路，而由负载、储能元件以及控制单元所结合的微电网(Microgrid，MG)这一新型供电方式，以其灵活且高效的特点，有效地缓解了大规模分布式能源对大电网的影响，成为研究的热点。
[0003]微电网按电流类型可以分为交流微电网、直流微电网，其主要的运行方式有两种，分别是并大电网运行以及孤岛单独运行。微电网处于并网阶段时，供电能量多余时，将自身多余的能量回馈给大电网；供电能量不足供电需求时，则可以从大电网中吸收能量。微电网处于孤岛阶段时，独立为自身负载供电，优化供电质量，缓解大电网供电压力。对于孤岛式交流微电网，其控制单元主要分三次控制：一次控制通过下垂控制实现功率分配，二次控制主要为了消除一次控制所带来的电压以及频率偏差，而第三次则是优化系统供电、能量分配。二次控制中，集中式、分散式以及分布式是三种常见的控制策略，集中式是通过一个中央控制器来控制所有分布式能源(distributed generation，DG)；分散式以单个DG为中心，二次控制器收集本地信息独立控制；分布式则是一种去中心化的策略，控制器通过本地信息以及邻居信息进行控制，高效且可靠。
[0004]现有交流微电网集群的二次控制方法，主要为构建双层的二次控制，以实现集群内分布式能源以及集群间代理分布式能源的双层通信，不仅通信量大、通信成本高，且需要依靠更多的信息进行控制，而且容易忽略集群内单一分布式能源的情况。因此，提出一种高效、通用、通信成本低的二次控制方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对上述问题，提出一种交流微网群分散分布混合二次调频控制方法，能够快速实现交流微电网集群的频率恢复和功率分配，通信成本低，适用范围广。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：
[0007]本专利技术提出的一种交流微网群分散分布混合二次调频控制方法，包括如下步骤：
[0008]S1、建立交流微网群模型，交流微网群模型包括K个微电网集群并处于孤岛运行模式，其中，第k个微电网集群中含有n
k
个分布式能源，k＝1,
……
,K，n
k
为正整数；
[0009]S2、基于下垂方程获取第k个微电网集群中第i个分布式能源的输出频率，计算如下：
[0010][0011]式中，为第k个微电网集群中第i个分布式能源的滤波器的时间常数，为w
k,i
的导数，w
k,i
为第k个微电网集群中第i个分布式能源的输出频率，w
d
为交流微网群模型的期望频率，为第k个微电网集群中第i个分布式能源的下垂增益系数，P
k,i
为第k个微电网集群中第i个分布式能源的有功功率，为第k个微电网集群中第i个分布式能源的期望有功功率，i＝1,
……
,n
k
；
[0012]S3、获取各分布式能源的频率偏差和协同控制误差参数，其中：
[0013]第k个微电网集群中第i个分布式能源的频率偏差计算如下：
[0014][0015]第k个微电网集群中第i个分布式能源的协同控制误差计算如下：
[0016][0017]式中，u
k,o
为第k个微电网集群中第o个分布式能源控制输入信号，N
k,i
为第k个微电网集群中第i个分布式能源的邻居分布式能源集合，u
k,i
为第k个微电网集群中第i个分布式能源的控制输入信号；
[0018]S4、基于漏积分构建二次控制器，表示如下：
[0019][0020]式中，σ
k,i
,η
k,i
∈R
+
为二次控制器的增益系数，α
k,i
为第k个微电网集群中第i个分布式能源的代理系数，当第i个分布式能源是代理分布式能源时，α
k,i
＝1，当第i个分布式能源不是代理分布式能源时，α
k,i
＝0，代理分布式能源接收交流母线电压信号，表示漏积分项；
[0021]S5、基于下垂方程和二次控制器构建调频控制模型，利用调频控制模型实现对应分布式能源的频率恢复和功率分配，调频控制模型表示如下：
[0022][0023]优选地，每个微电网集群具有一个代理分布式能源，代理分布式能源之间不进行通信，且每个微电网集群中的分布式能源之间单向通信。
[0024]优选地，各微电网集群的第一个分布式能源为代理分布式能源。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0026]该方法通过对交流微电网集群进行建模，获取频率偏差项和协同控制误差项，构造新型二次控制器，以实现交流微电网集群的频率恢复和功率分配，与现有技术相比，不仅能解决一次控制中下垂导致的频率偏差问题，使得频率保持在误差范围内同步至基准值，还能解决交流微电网集群中单一分布式能源的情况出现，实现了降低通信成本的功能，即微电网内代理分布式能源与其他分布式能源单向通讯，代理分布式能源间无需通讯，且微电网只需要邻居间的单向信息通信来实现控制，不仅能实现整个交流微电网集群的频率恢复和功率分配，而且减少了大量通讯，功率分配的比例可以通过调节二次控制器参数实现，能极大地减少通信成本，提高经济效益，且在交流微电网集群拓扑结构或分布式能源数量改变情况下仍能较好地适用，如纯分散式、纯分布式、分散分布式混合情况下。
附图说明
[0027]图1为本专利技术交流微网群分散分布混合二次调频控制方法的流程图；
[0028]图2为本专利技术交流微网群模型的物理连接结构和通信拓扑结构图；
[0029]图3为本专利技术第k个微电网集群中第i个分布式能源的调频控制模型结构框图；
[0030]图4为本专利技术实施例中采用本申请方法前后的输出有功功率对比图；
[0031]图5为本专利技术实施例中采用本申请方法前后的输出频率对比图；
[0032]图6为本专利技术实施例中分布式能源数量改变前后输出的有功功率对比图；
[0033]图7为本专利技术实施例中分布式能源数量改变前后输出的频率对比图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0035]需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交流微网群分散分布混合二次调频控制方法，其特征在于：所述交流微网群分散分布混合二次调频控制方法包括如下步骤：S1、建立交流微网群模型，所述交流微网群模型包括K个微电网集群并处于孤岛运行模式，其中，第k个微电网集群中含有n
k
个分布式能源，k＝1,
……
,K，n
k
为正整数；S2、基于下垂方程获取第k个微电网集群中第i个分布式能源的输出频率，计算如下：式中，为第k个微电网集群中第i个分布式能源的滤波器的时间常数，为w
k,i
的导数，w
k,i
为第k个微电网集群中第i个分布式能源的输出频率，w
d
为交流微网群模型的期望频率，为第k个微电网集群中第i个分布式能源的下垂增益系数，P
k,i
为第k个微电网集群中第i个分布式能源的有功功率，为第k个微电网集群中第i个分布式能源的期望有功功率，i＝1,
……
,n
k
；S3、获取各分布式能源的频率偏差和协同控制误差参数，其中：第k个微电网集群中第i个分布式能源的频率偏差计算如下：第k个微电网集群中第i个分布式能源的协同控制误差计算如下：式中，u
k,o
为第k...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭方洪，李卓成，倪洪杰，吴祥，董辉，周丹，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：