[发明专利]基于模糊PID下垂控制的孤岛电网优化功率分配方法

权利要求书

1.一种基于模糊PID下垂控制的孤岛电网优化功率分配方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、构建加入模糊PID控制器的微电网模型：微电网模型的下垂控制模型由功率环和电压电流双环构建并加入了频率补偿、电压补偿以及模糊PID控制器；

B、设定微电网模型中各个分布式电源的容量、线路参数、给定电压和给定频率；

C、采集电网运行时各并联逆变器输出的电压及频率，将其与给定值对比形成偏差项和偏差率，构建模糊PID控制器的输入集：计算每个分布式电源的频率偏差e_f(t)、频率偏差率e_cf(t)、电压偏差e_v(t)和电压偏差率e_cv(t)，每个分布式电源的偏差和偏差率计算公式如下：

公式(1)中，e_v(t)表示电压偏差，e_f(t)表示频率偏差，e_cv(t)表示电压偏差率，e_cf(t)表示频率偏差率，U表示输出电压，U_ref表示给定电压，f表示输出频率，f_ref表示给定频率；

D、将步骤C所得输入集输入模糊PID控制器中，利用模糊规则对下垂控制模型的输入参数进行整定，获取新的输入参数；输入参数包括有功下垂系数Km、无功下垂系数K_n、积分系数K_I和微分系数K_D；

E、将步骤D所得新的输入参数输入下垂控制模型中并根据输出结果获取优化参数；

F：根据优化参数调整微电网模型对应电力系统逆变器的电压和频率。

2.根据权利要求1所述的基于模糊PID下垂控制的孤岛电网优化功率分配方法，其特征在于：所述步骤A具体包括：

构建微电网控制模型，以电压型逆变器为接口实现系统分布式电源并联；

逆变器输出的有功功率和无功功率为：

公式(3)中，P表示逆变器有功功率，Q表示逆变器无功功率，U表示逆变器输出电压，U_m表示公共母线电压，R表示线路的等效电阻，X表示线路的等效电抗；

传统下垂控制特性表示为：

公式(4)中，f表示输出频率；f₀表示给定频率；P₀表示给定有功功率；U表示输出电压；U₀表示给定电压；Q₀表示给定无功功率；

下垂控制模型由功率环、电压电流双环构建并加入频率补偿、电压补偿以及模糊PID控制器；下垂控制模型的下垂控制特性为：

公式(5)中，f′表示调节后的输出频率，P₀表示给定有功功率，f表示实际输出频率，f₀表示给定频率，P表示逆变器的有功功率；U′表示调节后的输出电压，U₀表示给定电压，U表示实际输出电压，Q₀表示给定无功功率，Q表示逆变器无功功率；Km表示有功下垂系数、K_n表示无功下垂系数、K_I表示积分系数和K_D表示微分系数。

3.根据权利要求1所述的基于模糊PID下垂控制的孤岛电网优化功率分配方法，其特征在于：所述步骤B中分布式电源容量的设定要求如下：

微电网在孤岛运行时，各个分布式电源在下垂系数一致时逆变器输出功率按照设定的容量成比例进行分配；分配公式为：

K_m1P₁＝K_m2P₂＝...＝K_miP_i

K_n1Q₁＝K_n2Q₂＝...＝K_niQ_i

K_mi为第i个分布式电源的有功下垂系数，K_ni为第i个分布式电源的无功下垂系数，P_i为第i个分布式电源的有功功率，Q_i为第i个电源的无功功率。