本發(fā)明屬于交直流混聯(lián)微網(wǎng)及互聯(lián)變換器控制，尤其涉及應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、交直流混聯(lián)微網(wǎng)通過互聯(lián)變換器進(jìn)行功率調(diào)度，實(shí)現(xiàn)子微網(wǎng)間相互支撐、互為備用。在供電故障時(shí)利用互聯(lián)變換器的功率傳輸特性可以對(duì)關(guān)鍵微網(wǎng)進(jìn)行快速救援，維持其在應(yīng)急狀態(tài)下的供電。

2、發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有針對(duì)互聯(lián)變換器的控制方案多與子微網(wǎng)內(nèi)的控制協(xié)同，以實(shí)現(xiàn)可調(diào)度發(fā)電單元的功率均衡，其中下垂控制依據(jù)分布式電源的下垂特性與本地采樣信息對(duì)互聯(lián)變換器進(jìn)行控制，但并未考慮微網(wǎng)的優(yōu)先等級(jí)，無法保證在應(yīng)急救援場(chǎng)合關(guān)鍵微網(wǎng)的供電穩(wěn)定性及電能質(zhì)量。

3、發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，在互聯(lián)變換器功率調(diào)度優(yōu)化控制方面，已有方案建立了具有相同下垂系數(shù)的分布式發(fā)電單元的最優(yōu)電力傳輸模型，通過pi控制器，通過調(diào)節(jié)子微網(wǎng)內(nèi)的狀態(tài)偏差，實(shí)現(xiàn)了全局偏差的最小化。

4、現(xiàn)有的互聯(lián)變換器功率調(diào)度優(yōu)化方案通過pi調(diào)節(jié)器跟蹤給定功率參考值，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度較慢，且其最優(yōu)電力傳輸模型將分布式發(fā)電節(jié)點(diǎn)的下垂特性等效為微網(wǎng)的下垂特性，這要求子微網(wǎng)內(nèi)所有分布式發(fā)電單元具有相同的下垂系數(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制方法及系統(tǒng)，考慮了分布式發(fā)電單元不同的下垂系數(shù)，建立了交直流混聯(lián)微網(wǎng)最優(yōu)功率調(diào)度模型；基于此模型，提出了用于互聯(lián)變換器的功率控制策略，采用了功率自尋優(yōu)控制器，求解得出最優(yōu)功率傳輸值，無需pi調(diào)節(jié)器，具有更快的響應(yīng)速度。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明第一方面提供了應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制方法。

4、應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制方法，包括以下步驟：

5、綜合考慮交直流混聯(lián)微網(wǎng)中的交流微網(wǎng)下垂控制和直流微網(wǎng)下垂控制，得到交流頻率與直流電壓的等效下垂特性；

6、將交流頻率與直流電壓進(jìn)行歸一化處理，為交流微網(wǎng)與直流微網(wǎng)分配優(yōu)先級(jí)系數(shù)，并考慮互聯(lián)變換器對(duì)交直流混聯(lián)微網(wǎng)內(nèi)部的功率均衡，定義交直流混聯(lián)微網(wǎng)的全局偏差指數(shù)；

7、求解使全局偏差指數(shù)最小時(shí)的互聯(lián)變換器輸出功率參考值；

8、計(jì)算互聯(lián)變換器輸出功率實(shí)際值，基于設(shè)計(jì)的下垂控制器實(shí)現(xiàn)互聯(lián)變換器輸出功率實(shí)際值對(duì)互聯(lián)變換器輸出功率參考值的跟蹤。

9、本發(fā)明第二方面提供了應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制系統(tǒng)。

10、應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括：

11、混聯(lián)微網(wǎng)下垂特性生成模塊，被配置為：綜合考慮交直流混聯(lián)微網(wǎng)中的交流微網(wǎng)下垂控制和直流微網(wǎng)下垂控制，得到交流頻率與直流電壓的等效下垂特性；

12、全局偏差指數(shù)定義模塊，被配置為：將交流頻率與直流電壓進(jìn)行歸一化處理，為交流微網(wǎng)與直流微網(wǎng)分配優(yōu)先級(jí)系數(shù)，并考慮互聯(lián)變換器對(duì)交直流混聯(lián)微網(wǎng)內(nèi)部的功率均衡，定義交直流混聯(lián)微網(wǎng)的全局偏差指數(shù)；

13、功率參考值求解模塊，被配置為：求解使全局偏差指數(shù)最小時(shí)的互聯(lián)變換器輸出功率參考值；

14、功率參考值跟蹤模塊，被配置為：計(jì)算互聯(lián)變換器輸出功率實(shí)際值，基于設(shè)計(jì)的下垂控制器實(shí)現(xiàn)互聯(lián)變換器輸出功率實(shí)際值對(duì)互聯(lián)變換器輸出功率參考值的跟蹤。

15、本發(fā)明第三方面提供了計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明第一方面所述的應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制方法中的步驟。

16、本發(fā)明第四方面提供了電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明第一方面所述的應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制方法中的步驟。

17、以上一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案存在以下有益效果：

18、本發(fā)明提供了一種應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制方法及系統(tǒng)，考慮了分布式發(fā)電單元不同的下垂系數(shù)，并為交流微網(wǎng)與直流微網(wǎng)分配不同的優(yōu)先級(jí)系數(shù)，定義了交直流混聯(lián)微電網(wǎng)的全局偏差指數(shù)，求解使全局偏差指數(shù)最小時(shí)的互聯(lián)變換器輸出功率參考值，建立了交直流混聯(lián)微網(wǎng)最優(yōu)功率調(diào)度模型。最優(yōu)功率調(diào)度模型考慮了微網(wǎng)內(nèi)分布式節(jié)點(diǎn)的不同下垂系數(shù)，具有更廣的應(yīng)用范圍；通過獲取各分布式發(fā)電單元的最大傳輸功率及負(fù)荷數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了交直流混聯(lián)微網(wǎng)的全局偏差最小化，在應(yīng)急供電場(chǎng)景下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵微網(wǎng)的優(yōu)先電力支撐。

19、本發(fā)明基于最優(yōu)功率調(diào)度模型，提出了用于互聯(lián)變換器的功率優(yōu)化控制策略，采用了功率自尋優(yōu)控制器，求解得出最優(yōu)功率傳輸值，無需pi調(diào)節(jié)器，具有更快的響應(yīng)速度。

20、本發(fā)明附加方面的優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制方法，其特征在于，交流微網(wǎng)下垂控制表示為：

3.如權(quán)利要求2所述的應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制方法，其特征在于，直流微網(wǎng)下垂控制，表示為：

4.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制方法，其特征在于，將交流微網(wǎng)與直流微網(wǎng)內(nèi)各個(gè)分布式發(fā)電單元的下垂方程進(jìn)行組合，得到交流頻率與直流電壓的等效下垂特性：

5.如權(quán)利要求4所述的應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制方法，其特征在于，交直流混聯(lián)微電網(wǎng)的全局偏差指數(shù)為：

6.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述下垂控制器表示為：

7.如權(quán)利要求6所述的應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制方法，其特征在于：

8.應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制方法中的步驟。

10.電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制方法中的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出應(yīng)急供電場(chǎng)景下交直流混聯(lián)微網(wǎng)功率優(yōu)化控制方法及系統(tǒng)，涉及交直流微網(wǎng)控制技術(shù)領(lǐng)域。包括獲取交流頻率與直流電壓的等效下垂特性；為交流微網(wǎng)與直流微網(wǎng)分配優(yōu)先級(jí)系數(shù)，并考慮互聯(lián)變換器對(duì)交直流混聯(lián)微網(wǎng)內(nèi)部的功率均衡，定義交直流混聯(lián)微網(wǎng)的全局偏差指數(shù)；求解使全局偏差指數(shù)最小時(shí)的互聯(lián)變換器輸出功率參考值；計(jì)算互聯(lián)變換器輸出功率實(shí)際值，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)變換器輸出功率實(shí)際值對(duì)互聯(lián)變換器輸出功率參考值的跟蹤。本發(fā)明考慮了分布式發(fā)電單元不同的下垂系數(shù)，建立了交直流混聯(lián)微網(wǎng)最優(yōu)功率調(diào)度模型；基于此模型，提出了用于互聯(lián)變換器的功率控制策略，求解得出最優(yōu)功率傳輸值，無需PI調(diào)節(jié)器，具有更快的響應(yīng)速度。

技術(shù)研發(fā)人員：劉朝章,許永剛,魏峰,李中原,宮梓超,王波,程中華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)網(wǎng)山東省電力公司應(yīng)急管理中心
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/4