[发明专利]一种光伏微网微源动态切换方法

说明书

(一)技术领域

本发明专利涉及一种光伏微网内部微源动态切换方法。整套方案与光伏微网的功率规模无关，具有一定普适性。

(二)背景技术

光伏微网这一概念是美国电力可靠性技术解决方案协会(CERTS)在2000年左右提出的，它首先是一种分布式供电模式，其次是多个供电微源结点、储能结点、负荷结点及并网结点组成的一种互助网络拓扑工作形式^[1]。微网技术研究成为分布式能源系统研究领域的热点之一，并很有可能成为现有主电网的一种有效补充形式。微网和大电网之间可以进行能量交换，并互为备用，从而提高了供电可靠性；能整合分布式发电的优势，削弱分布式发电对电网的冲击和负面影响，是一种新的分布式能源组织方式和结构。在一个局部区域内它直接将分布式微源单元、电力网络、储能单元和负荷用户联系在一起，可以方便地进行结构配置以及电力调度的优化，提高能源利用效率，减轻能源动力系统对环境的影响，推动分布式电源上网，降低大电网的负担，可改善可靠安全性。未来的电力系统将会是由集中式与分布式发电系统有机结合的供能系统。其主要框架结构是由集中式发电和远距离输电骨干网、地区输配电网、以微型电网为核心的分布式发电系统相结合的统一体，能够节省投资，降低能耗，提高能效，提高电力系统可靠性、灵活性和供电质量，将成为21世纪电力工业的重要发展方向。目前微网作为一种具有巨大潜力的电力系统发展方向，在世界各国引起了政府和科研院所的重视。然而微电网作为一个小而全的发电、供电和用电系统，存在大量的技术问题需要解决，如微电源的网络结构配置问题，微电源、负荷及微电网系统的实时控制问题，微电网与大电网的无缝双向潮流及微网孤岛运行机制等问题。

(三)发明内容

本发明要克服现有技术的上述缺点，提供一种光伏微网微源动态切换方法，可以实现光伏微网内部微源的动态无缝切换，保证在切换过程中微源对微网的输出及性能具有最小的影响。

本发明的一种光伏微网微源动态切换方法，包括如下步骤：

1、建立基于多微源节点的光伏微网系统，此系统内部各个微源通过协作，以光伏发电微源为主，使微网系统在不影响输出的情况下，发电的功率消耗比最大。

微网这种组织方式为增加系统的足够灵活性，在各个微源节点到主干线采用功率开关切换方式，采用微网架构拓扑动态延展、微网结点自主路由的配置策略，满足微网架构的动态优化配置。微网架构动态优化配置是指相邻的微网间其网络结点是可以自主路由到邻近的微网内的。这种动态配置方式可以大大提高微网的运行可靠性，在动态配置过程中可以排除故障结点。微源结点i和储能结点i可以加入到微网1、微网2或微网n中，加入到那个微网是基于多目标优化算法决策的。当微网内的微源结点出现故障或微网内的负荷出现大的变化，这种动态配置方式就会进行。邻近微网的动态配置还有一个显著的优点就是减少了微网的并网结点，进而削弱了对电网的冲击和污染。

2、建立光伏微网微源的动态数学模型

针对光伏微网系统本质上是一个含有未知参数、系统干扰、量测噪声及状态不可得的高维、非线性、强耦合的复杂动态系统，根据若干特性的常微分系统(ODE)或者向量场(Vectorfield)方程描述并结合现代信号量测与处理技术，建立微网系统的状态空间方程：

x·=g(x,t)+e(t)---(1)]]>

其中为n维系统状态向量，包括：微网电压、电流、频率和主网的电压、电流、频率、温度、微网负荷、微网谐波含量、并网时间、穿越时间、电磁冲击、结点数量等微网特征参数；e(t)为n维系统干扰向量(控制矩阵)；g(x,t)为n维的关于状态变量和时间的非线性函数，即微网的特征状态矩阵。