【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能电网控制，特别涉及一种串联型微电网分散式最小化运行成本控制方法及装置。
技术介绍
1、微电网是一个整合分布式发电电源、储能、电力电子变换器及负载的整体，可以工作在孤岛或并网模式。微电网作为可再生能源消纳的有效途径，可以有效缓解能源危机，调整能源结构，促进分布式发电的快速发展。分布式电源的类型很多，甚至同一类型的分布式电源由于制造工艺等的不同其运行成本也不同。从经济运行方面来看，所有分布式电源的输出功率都应该在考虑容量约束、频率恢复和电压质量的前提下最小化串联型微电网的运行成本。
2、目前针对并联型微电网的经济运行控制已做了大量的研究工作。依据其对通信网络的依赖程度分为：集中式、分布式和分散式。集中式和分布式控制依赖于通信，当通讯故障、通讯延时等发生时，会影响系统的性能。分散式控制策略因其不需要通信仅用本地信息便可实现经济运行控制而受到广泛的关注。但当考虑频率恢复和最小化运行成本时，分散式控制无法在并联型微电网中实现。
3、串联型微电网可以利用低压的分布式组件串联形成中高压电力网络，从而避免使用笨重且体积大的变压器，减低一次投入成本，提高系统的运行效率。目前针对串联型微电网的分散式控制的研究主要集中在同步控制方面，针对考虑容量约束、频率恢复、负载电压质量的最小化运行成本优化问题，尚未见相关分散式控制方法。因此，有必要探索串联型微电网考虑容量约束、频率恢复、负载电压质量情况下的分散式最小化运行成本控制方法，降低系统的运行成本，提高系统的经济效益。
技术实现思路b>
1、本专利技术意在提供一种串联型微电网分散式最小化运行成本控制方法及装置，以提供一种串联型微电网考虑容量约束、频率恢复、负载电压质量情况下的分散式最小化运行成本控制方法，降低系统的运行成本，提高系统的经济效益。
2、本方案中的一种串联型微电网分散式最小化运行成本控制方法及装置，包括以下步骤：
3、步骤1：采集第i个dg的本地电压、电流信息，利用负载功率观测器模块获取本地观测到的负载功率；
4、步骤2：根据步骤1所述的观测负载功率，利用电压参考获取模块，获取第i个dg的电压幅值参考信息；
5、步骤3：利用锁相环采集本地线路电流频率和系统频率恢复给定值，利用频率参考获取模块，获取第i个dg的频率参考信息；
6、步骤4：根据步骤2和步骤3所述的电压幅值参考和频率参考，合成第i个dg的正弦电压参考量，利用电压外环电流内环对第i个dg进行电压调节，实现系统的整体控制。
7、进一步，步骤1中第i个dg观测的负载功率计算方法如下：
8、根据本地采集的电压电流信息，获取第i个dg输出的有功功率、无功功率，获取第i个dg的功率因数，其表达式为：
9、
10、再根据设定的负载电压参考，本地测量的线路电流有效值，取第i个dg观测的负载功率，其表达式为：
11、
12、进一步，步骤2中第i个dg电压幅值参考的计算方法包括：
13、根据串联型微电网最小化运行成本目标，考虑容量约束、频率恢复、负载电压质量的优化问题表示如下：
14、min(∑ci(pi))
15、s.t.∑pi＝pl
16、pi,min≤pi≤pi,max
17、fi＝f*
18、
19、式中ci(pi)为第i个dg关于有功功率pi的运行成本函数，pl为含线路损耗的负载功率，pi,min和pi,max表示第i个dg允许输出的最小功率和最大功率，fi和f*为第i个dg输出电压频率和额定频率，vpcc和为pcc点处电压及其额定电压。根据极值定理，可解出上述优化问题解，表达式为：
20、pi*＝gi(pl)
21、式中gi(pl)为关于pl的最优解函数，pi*为第i个dg的输出功率的最优解。
22、根据上述最优解函数，步骤1所述观测到的负载功率，获取第i个dg的电压幅值参考，其表达式为：
23、
24、进一步，步骤3中第i个dg频率参考的计算方法包括：
25、利用锁相环获取的本地线路电流频率fi,line，给定的频率恢复参考为f*，获取第i个dg的频率参考，表达式为：
26、
27、式中m和k为正的系数，和为第i个dg的功率因数角和额定功率因数角，s为复变量。
28、进一步，步骤4中第i个dg的电压调节模块，包括：根据上述电压幅值参考和频率参考，合成第i个dg的正弦电压参考ui＝visin(ωit)，其中ωi＝2πfi，根据正弦电压参考量，利用电压外环和电流内环控制器，用于对第i个dg进行电压跟踪，使得输出电压与给定的正弦电压参考一致。
29、一种串联型微电网分散式最小化运行成本控制装置，包括控制单元，所述控制单元包含串联型微电网分散式最小化运行成本控制方法。
30、本方案的工作原理及其有益效果：上述技术方案可以解决串联型微电网考虑容量约束、频率恢复、负载电压质量情况下最小化运行成本的问题。现有控制方法为基于通信的控制方法，在通信延时、故障等情况下，有可能会导致系统失稳，甚至发生停电。而本专利是一种完全分散式的控制方式，不需要各dg之间的通讯，仅需要本地电压电流信息便可构造控制器，系统可靠性高，能够将所有dg的输出功率控制在容量范围内，避免过载而发生损坏，能够确保系统频率恢复和负载电压质量性能，能够为用户提供高质量的电能。
31、从三个层面分析本专利带来了三个明显的有益效果，首先，社会效果：能够有效降低系统的运行成本，进而降低用户的用电成本，提高用户的幸福感。同时，该控制策略能够确保系统的频率恢复和负载电压质量，为用户提供高质量的电能，有利于充分发挥电气设备的最佳性能，为国民经济发展提供保障。
32、其次，经济效果：降低系统的运行成本进而有利于降低用户的用电成本，具有较好的经济效益。
33、再次，技术效果：该控制方法可以将所有分布式发电单元控制在其容量约束范围内，能够有效保护分布式电源，避免过载而损坏。能够确保系统的频率恢复和负载电压，提供高质量的电能。能够最小化系统的运行成本，提高系统的经济效益。
34、本专利提出了分散式最小化运行成本控制方法，可以有效降低串联型微电网的运行成本，提高系统的经济效益，同时能够确保系统频率恢复和负载电压性能，为用户提供高质量的电能。
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1.一种串联型微电网分散式最小化运行成本控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种串联型微电网分散式最小化运行成本控制方法，其特征在于：步骤1中第i个DG观测的负载功率计算方法如下：
3.根据权利要求2所述的一种串联型微电网分散式最小化运行成本控制方法，其特征在于：步骤2中第i个DG电压幅值参考的计算方法包括：
4.根据权利要求3所述的一种串联型微电网分散式最小化运行成本控制方法，其特征在于：步骤3中第i个DG频率参考的计算方法包括：
5.根据权利要求4所述的一种串联型微电网分散式最小化运行成本控制方法，其特征在于：步骤4中第i个DG的电压调节模块，包括：根据电压幅值参考和频率参考，合成第i个DG的正弦电压参考ui＝Visin(ωit)，其中ωi＝2πfi，根据正弦电压参考量，利用电压外环和电流内环控制器，用于对第i个DG进行电压跟踪，使得输出电压与给定的正弦电压参考一致。
6.根据权利要求5所述的一种串联型微电网分散式最小化运行成本控制装置，其特征在于：包括控制单元，所述控制单元包含串联型微电网
...【技术特征摘要】
1.一种串联型微电网分散式最小化运行成本控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种串联型微电网分散式最小化运行成本控制方法，其特征在于：步骤1中第i个dg观测的负载功率计算方法如下：
3.根据权利要求2所述的一种串联型微电网分散式最小化运行成本控制方法，其特征在于：步骤2中第i个dg电压幅值参考的计算方法包括：
4.根据权利要求3所述的一种串联型微电网分散式最小化运行成本控制方法，其特征在于：步骤3中第i个dg频率参考的计算方法包括：
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