一種適用于含有多種分布式電源的微網系統二次控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種適用于含有多種分布式電源的微網系統二次控制方法。對微網系統分布式電源進行二次控制，對所有分布式電源通過最大功率的功率分配控制器進行整體控制；在微網系統并網和孤網運行模式下，對各個分布式電源分別通過基于功率前饋—功率反饋的自動發電控制器和自動電壓控制器進行局部控制；對各個分布式電源的輸出功率指令值通過補償控制器進行局部補償；微網系統在并網運行模式和孤網運行模式之間進行切換時，采用平滑切換控制方式進行切換，并通過安全保護方式進行系統保護。本發明以實現微網系統中多種分布式電源的可調度控制，提高微網系統的穩定性和魯棒性，實現微網系統并孤網運行和切換過程的高效控制。
【專利說明】-種適用于含有多種分布式電源的微網系統二次控制方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種微網系統的控制方法，尤其是涉及一種適用于含有多種分布式電 源的微網系統二次控制方法。

【背景技術】
[0002] 隨著能源危機的加劇，可再生能源發電技術迅速發展。由于可再生能源具有低利 分散性和出力波動性的特點，使得一種集成了分布式電源和負載的新型系統--微型電網 (簡稱微網）系統，得到了快速發展。微網系統具有兩種主要的運行模式：并網運行模式，孤 網運行模式。并網運行的主要目標是控制微網系統和大電網的功率交換；孤網運行的主要 目標是恢復由于下垂控制而產生的電壓、頻率偏移現象。微網系統二次控制的目標是配置 微網系統內部的分布式電源的功率，調節電壓和頻率，控制聯絡線功率，平滑切換過程。因 此，尋找一種高效實用的微網系統二次控制方法，實現微網系統的穩定控制，成為了目前亟 需解決的問題。


【發明內容】

[0003] 為解決上述問題，本發明提出一種適用于含有多種分布式電源的微網系統二次控 制方法，以實現微網系統中多種分布式電源的可調度控制，提高微網系統的穩定性和魯棒 性，實現微網系統并孤網運行和切換過程的高效控制。
[0004] 本發明的技術方案采用如下步驟：
[0005] 1)對微網系統分布式電源進行二次控制，首先對所有分布式電源通過最大功率的 功率分配控制器進行整體控制，實現分布式電源的可調度運行；
[0006] 2)在微網系統并網和孤網運行模式下，對各個分布式電源分別通過基于功率前 饋一功率反饋的自動發電控制器和自動電壓控制器進行局部控制，以抑制微網系統的電壓 及頻率波動，提高聯絡線功率交換的穩定性和抗擾性；
[0007] 然后再對各個分布式電源的輸出功率指令值通過補償控制器進行局部補償，以提 高分布式電源功率分配的精度；
[0008] 3)微網系統在并網運行模式和孤網運行模式之間進行切換時，采用平滑切換控制 方式進行切換，并通過安全保護方式進行系統保護，提高微網系統的安全性。
[0009] 所述的步驟1)中的最大功率的功率分配控制器采用以下公式1 :
[0010]

【權利要求】
1. 一種適用于含有多種分布式電源的微網系統二次控制方法，其特征在于：包括以下 步驟： 1) 對微網系統分布式電源進行二次控制，首先對所有分布式電源通過最大功率的功率 分配控制器進行整體控制，實現分布式電源的可調度運行； 2) 在微網系統并網和孤網運行模式下，對各個分布式電源分別通過基于功率前饋一功 率反饋的自動發電控制器和自動電壓控制器進行局部控制，以抑制微網系統的電壓及頻率 波動，提高聯絡線功率交換的穩定性和抗擾性； 然后再對各個分布式電源的輸出功率指令值通過補償控制器進行局部補償，以提高分 布式電源功率分配的精度； 3) 微網系統在并網運行模式和孤網運行模式之間進行切換時，采用平滑切換控制方式 進行切換，并通過安全保護方式進行系統保護，提高微網系統的安全性。
2. 根據權利要求1所述的一種適用于含有多種分布式電源的微網系統二次控制方法， 其特征在于：所述的步驟1)中的最大功率的功率分配控制器采用以下公式1 :
(1) 其中，η為微網系統中分布式電源的數量且為正整數，i = 1，2,…，n，PpQi分別為第i 臺分布式電源輸出的有功功率和無功功率的實測值，Pmaxi、Qmaxi分別為第i臺分布式電源輸 出的有功功率和無功功率的最大值，P Mti。、Qrati。分別為分布式電源輸出的有功功率和無功 功率的比值。
3. 根據權利要求1所述的一種適用于含有多種分布式電源的微網系統二次控制方法， 其特征在于：所述的步驟2)中在微網系統并網運行模式下，對各個分布式電源通過以下公 式2的基于功率前饋一功率反饋的自動發電控制器進行局部控制：
(2) 其中，分別為分布式電源輸出的有功功率和無功功率的比值，P?di、Q?di分別 為第i臺分布式電源的有功功率、無功功率的實測值，△Ρμρ △Qua分別為聯絡線有功功 率、無功功率交換的指令值和實測值之差，Plinumd、Q linamd分別為聯絡線有功功率、無功功 率交換的指令值，KOT、K m、Kw、ΚΜΙ分別為控制聯絡線功率的第一、第二、第三、第四待調參 數，P line、Qline分別為聯絡線有功功率、無功功率交換的實測值，Pi、Qi分別為第i臺分布式 電源輸出的有功功率和無功功率的實測值，P maxi、Qmaxi*別為第i臺分布式電源輸出的有功 功率和無功功率的最大值，t為時間。
4. 根據權利要求1所述的一種適用于含有多種分布式電源的微網系統二次控制方法， 其特征在于：所述的步驟2)中在微網系統孤網運行模式下，對各個分布式電源通過以下公 式2的基于功率前饋一功率反饋的自動電壓控制器進行局部控制：
3) 其中，分別為分布式電源輸出的有功功率和無功功率的比值，P?di、Q?di分別 為第i臺分布式電源的有功功率、無功功率的實測值，Pi、Qi分別為第i臺分布式電源輸出 的有功功率和無功功率的實測值，P maxi、Qmaxi分別為第i臺分布式電源輸出的有功功率和無 功功率的最大值，f、V分別為微網系統孤網運行時的頻率和電壓實測值，Λ f、Λ V分別為微 網系統孤網運行時的頻率和電壓參考值和實測值f、V之差，KIPP、KIPI、K IQP、KIQI分別 為控制孤網頻率和電壓的第五、第六、第七、第八待調參數，t為時間。
5. 根據權利要求1所述的一種適用于含有多種分布式電源的微網系統二次控制方法， 其特征在于：所述的步驟2)中的各個分布式電源的輸出功率指令值通過以下公式4的補償 控制器進行局部補償： ^efi ~ ^mdi + ^DPPl^cmdi + ^DPli J . (4) βτε? ~ Qcmdi ^ ^DOPi^QcmAi 其中，ΔPMdi為第i臺分布式電源輸出有功功率的指令值和實測值之差，△ Q。^為第i 臺分布式電源輸出無功功率的指令值和實測值之差，分別為第i臺分布式電源的 有功功率、無功功率的實測值，PMfi、Q Mfi分別為第i臺分布式電源輸出有功功率和無功功率 的參考值，KDPPi、KDPIi、K DQPi、KDQIi分別為第i臺分布式電源的第九、第十、第^^一、第十二待調 參數，t為時間。
6. 根據權利要求1所述的一種適用于含有多種分布式電源的微網系統二次控制方法， 其特征在于：所述的步驟3)中的平滑切換控制方式具體包括： 1) 當微網系統從并網運行模式切換到孤網運行模式時，將聯絡線有功功率、無功功率 交換的指令值Plin_" d、Qlin_"d設定為零，斷開聯絡線，然后切換到孤網運行模式； 2) 當微網系統從孤網運行模式切換到并網運行模式時，控制微網系統的電壓和頻率與 電網的電壓和頻率分別保持一致，檢測電網電壓的相位，連接聯絡線，然后切換到并網運行 模式。
7. 根據權利要求1所述的一種適用于含有多種分布式電源的微網系統二次控制方法， 其特征在于：所述的步驟3)中的安全保護方式具體為：當電網的電壓或頻率出現異常時， 斷開聯絡線，切換到孤網運行模式。
8. 根據權利要求1所述的一種適用于含有多種分布式電源的微網系統二次控制方法， 其特征在于：所述的分布式電源為光伏發電機、風力發電機或者儲能器。
【文檔編號】H02J3/46GK104158229SQ201410341796
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月17日 優先權日:2014年7月17日
【發明者】辛煥海, 章雷其, 趙睿, 齊冬蓮, 張國月 申請人:浙江大學