[发明专利]一种基于分布式估计器的微电网功率平衡控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微电网控制方法，尤其是涉及一种基于分布式估计器的微电网功率平衡控制方法。

背景技术

微电网是一种将分布式电源、负荷及监控保护装置有机整合在一起的小型配电系统。凭借微电网的运行控制和能量管理等关键技术，可以实现其并网或孤岛运行、降低间歇性分布式电源给配电网带来的不利影响，最大限度地利用分布式电源出力，提高供电可靠性和电能质量。微电网功率平衡是微电网研究领域的基础问题和关键问题。功率能否保持平衡，即微电网内部电源输出功率和负荷所需功率能否保持一致，决定了微电网能否稳定、高效运行。

本发明针对含有分布式电源和负荷的微电网，基于分布式网络控制方法，建立负荷、电源分布式估计方法和微电网功率平衡控制方法。

功率平衡控制的本质是保证下式成立：

E＝P_DG-P_load＝0

其中，E代表所有电源输出功率总和与所有负荷所需功率总和的差值，P_DG代表所有电源输出功率总和，P_load代表所有负荷所需功率总和，上式为微电网功率平衡控制的目标，也是实现负荷、电源分布式估计的重要理论依据。

实现微电网功率平衡的控制，现有的方法一般均采用微电网控制中心实时采集所有负荷所需功率的总和以及所有电源输出功率的总和。然而，微电网内部大量地理分散的分布式电源的接入，使得构建这样一个便于微电网控制中心采集数据的通信网络变得非常复杂，而且成本较高，不利于大范围应用。此外，这些分布式电源输出点亮的波动性也影响着系统的稳定运行。因此传统的控制方法已无法实现对实际系统的精确可靠控制，这也是传统控制方法在实际工程中控制效果不够理想、难以实现微电网功率平衡的主要原因。寻找一种不依赖于复杂的通信网络，能够提高系统正常运行稳定性，且能够抑制分布式电源输出功率波动性的控制方法，以代替现有的控制方法，实现微电网功率的有效控制，便成为了目前亟需解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种基于分布式估计器的微电网功率平衡控制方法，以达到提高通信系统可靠性、实现系微电网功率平衡控制的目的。

本发明的技术方案采用如下步骤，如图1所示：

1)建立连接微电网内部所有负荷的负荷通信网络，利用分布式负荷估计器实时估计所有负荷所需功率的总和；

2)建立连接微电网内部所有电源的电源通信网络，利用分布式功率差值估计器实时估计所有电源输出功率的总和与所有负荷所需功率的总和的差值；

3)微电网内，计算所有电源输出功率总和与所有负荷所需功率总和的差值，根据差值对微电网功率进行平衡控制。

所述步骤1)中的连接微电网内部所有负荷的负荷通信网络的建立方法为：对于微电网内部的每一个负荷，将该负荷通过通信线路与其距离最近的其他一个或者多个负荷连接，通过将每一个负荷都采用该方法与其他负荷连接，将微电网内部所有负荷连接形成负荷通信网络。

所述步骤1)中的连接微电网内部所有负荷的负荷通信网络表示为：

其中，D为负荷邻接矩阵，m代表微电网内部负荷的数量，d_ij为负荷邻接矩阵权值，0<d_ij<1表示第j个负荷与第i个负荷相连接，连接的强弱取决于具体数值，距离越大数值越小，d_ij＝0表示第j个负荷不与第i个负荷相连接，i,j＝1,2…,m。

所述的步骤1)中的分布式负荷估计器的表达式为：