[发明专利]用于多种被控对象的实现电网自趋优与等微增率加速方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电网与微增率的优化方法，尤其是涉及一种用于多种被控对象的实现电网自趋优与等微增率加速方法，可同时适用于连通通信网络环境与非连通通信网络环境。

背景技术

随着新能源的发展和新技术的不断涌现，传统电力系统的发、输、配、送几大环节都面临着更新换代的命运。而整体的发展趋势就是以分布式发电为主的智能电网。微网、多智能体控制、虚拟发电厂是智能电网中的一种有效的运行方式，在分散电力管理系统的管理下它们能够为拥有者和电能的生产者以及用户提供很好的经济效益和电能服务。

目前，这些系统广泛采用三层分层控制(Three-level Hierarchical Control，简称为TLHC)，即一次控制、二次控制和三次控制。通过一次控制实现系统频率有差调节。通过二次控制使得系统频率偏差足够小以及系统的全局控制。三次控制一般考虑各系统的经济分配问题，为系统提供了一种经济最优的运行方式。

根据通信网络拓扑结构的不同，可以分为集中控制、全分散控制和分布式控制。集中控制的中央控制器和每台发电机组之间都存在通信线路，当机组台数较多时所需的通信线路非常多；全分散控制适合小型电网，在微网中比较常见，每台发电机仅利用本地信息来进行控制；分布式控制则介于二者之间，不存在中央控制器，在机组之间设置通信线路，机组可以交换信息，本地控制器进行控制，最终达到控制目标。分布式控制一般要求一个连通的通信网络，通信网络设计复杂。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了适用于多种被控对象的网络自趋优结构和微增率一致性加速方法，可使被控对象在任意通信网络条件下，按照等微增率准则来分摊负荷。

本发明的技术方案采用如下步骤：

1)针对微网中的被控对象，采用功率-频率控制方式或者频率-功率控制方式进行频率或者功率的控制；

2)构造任意通信网络，存在通信线路的被控对象之间具有成本微增率λ_i(k)的数据传递，不存在通信线路的被控对象之间不具有成本微增率λ_i(k)的数据传递；

3)对存在通信线路的被控对象之间采用微增率一致性加速方法，得到各被控对象加速收敛之后的成本微增率λ_i(k+1)，通过迭代计算使得所有被控对象的微增率相等，实现任意通信环境下的电网自趋优与等微增率加速。

所述步骤1)的功率-频率(P-F)控制方式具体是：先采用分散一次控制方式(DPC)根据容量分摊功率，实现频率的有差调节；再采用分散二次控制方式(DSC)使得频率偏差足够小；然后采用考虑成本微增率的分布式三次控制方式(DTC)实现经济分配；将上述的分散一次控制方式、分散二次控制方式、分布式三次控制方式得到的频率相加，得到被控对象最终频率控制量f_i，对被控对象的频率进行控制。

所述步骤1)的频率-功率(F-P)控制方式具体是：先采用分散一次控制方式(DPC)根据容量分摊功率，实现频率的有差调节；再采用分散二次控制方式(DSC)使得频率偏差足够小；然后采用考虑成本微增率的分布式三次控制方式(DTC)实现经济分配；最后将上述的分散一次控制方式、分散二次控制方式、分布式三次控制方式得到的频率相加得到被控对象目标频率f_i′，经过反馈与PI(比例积分)控制，得到被控对象的目标功率，对被控对象的功率进行控制。

所述步骤1)的频率-功率(F-P)控制方式是：先通过分散二次控制方式(DSC)，由被控对象出口侧的电压频率计算得到不含二次分量的被控对象出口侧电压频率，再通过分散一次控制方式(DPC)计算得到有功功率参考值的一次分量；然后通过分布式三次控制方式(DTC)计算得到有功功率参考值的三次分量；最后通过对功功率参考值的一次分量和三次分量计算得到被控对象的目标功率，对被控对象的功率进行控制。

所述的分散一次控制方式采用以下公式表示的线性下垂控制方法：

其中，f_pri表示一次控制频率，f_max和f_min分别为微网频率的上限和下限，S_i是被控对象的视在功率容量，P_i为被控对象的有功功率，i表示被控对象的序数。

所述的分散二次控制方式采用以下公式：

f_sec(α,f_i)＝α(50-f_i,meas)/(1+T₂s)