[发明专利]一种基于分布式预测控制策略的微电网电压恢复方法

说明书

技术领域

本发明属于微电网运行控制领域，具体来说，涉及一种基于分布式预测控制策略的微电网电压恢复方法。

背景技术

随着地球资源的日渐衰竭以及人们对环境问题的关注，可再生能源的接入越来越受到世界各国的重视。微电网是一种在能量供应系统中增加可再生能源和分布式能源渗透率的新兴能量传输模式，其组成部分包括不同种类的分布式能源(distributed energy resources，DER，包括微型燃气轮机、风力发电机、光伏、燃料电池、储能设备等)、各种电负荷和/或热负荷的用户终端以及相关的监控、保护装置。

微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必须的控制；微电网相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全等的要求。微电网与大电网之间通过公共连接点进行能量交换，双方互为备用，从而提供了供电的可靠性。由于微电网是规模较小的分散系统，与负荷的距离较近，可以增加本地供电的可靠性、降低网损，大大增加了能源利用效率，是一种符合未来智能电网发展要求的新型供电模式。

正常情况下，微电网与大电网连接，由大电网提供电压、频率支撑；当配网侧出现故障时，公共连接点断开，微电网进入孤岛模式。采用下垂控制策略的对等控制模式由于不需要主导分布式电源及联络线间联系获得了广泛的关注。当需要微电网由并网模式转向独立运行模式时，各分布式电源可以自动分担微网内有功功率和无功功率不平衡。但由于下垂控制是比例有差控制，会引起各本地电压与额定参考值的偏差，需要二次控制恢复各电压值。此外，各分布式可再生发电单元本地电压的不一致性、模型的不确定性以及即插即用的需求对电压的快速同步恢复提出了挑战。目前，研究微电网电压恢复的控制方式包括集中式和基于多代理的分布式协同控制。集中式控制基于中央控制器，需要复杂的通讯网络和处理大量的数据，而且点对点通讯的失败、间歇性的可再生能源的不确定性可能导致通信拓扑结构变化，都进一步加大了集中控制的负担。相反，基于多代理的分散式控制方法基于本地及相邻分布式单元获得完整的数据更新，实现高效的信息共享交互，最终在简单的通讯结构下实现更快的决策和操作。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于分布式预测控制策略的微电网电压恢复方法，该控制方法是一种完全的的分散式控制方法，实现全局信息的分散式共享，并采用预测控制获取二次电压补偿指令，实现微电网中各分布式发电单元电压恢复，使分布式电压快速恢复到额定参考值，从而提高微电网的整体电能质量。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明实施例采取的一种基于分布式预测控制策略的微电网电压恢复方法，该控制方法包括下述步骤：

步骤10)设孤立微电网中有N个分布式电源，当各分布式电源采用分布式控制结构,且部分牵制电源点接收到额定参考电压信息时，采用分布式有限时间观测器获取整个微电网全局参考电压指令，作为本地控制器中电压恢复的基准值；

步骤20)各本地控制器采用下垂控制策略，采集各电源本地电压值，在下垂特性式中加入二次电压补偿项，作为分布式电源的本地电压值，如式(1)所示：

式(1)中，v_i表示微电网中第i个分布式电源的本地电压值；v₀表示额定电压参考值，单位：千伏；n_Qi表示微电网中第i个分布式电源对应的电压下垂特性系数，单位：千伏/兆乏；Q_i表示微电网中第i个分布式电源的无功功率，单位：兆乏；表示二次电压补偿项，单位：千伏；

将式(1)以ε为信息更新间隔，转化为离散形式，如式(2)所示：

v(k+1)＝Pv(k)+E_r 式(2)