[发明专利]一种直流微电网功率分配方法和系统

说明书

本发明公开了一种直流微电网功率分配方法和系统，属于电气工程技术领域，其中方法包括：根据各可控功率单元与其相邻单元之间的连接关系构造邻接矩阵，利用邻接矩阵计算平均电压观测值，进而得到底层功率下垂控制，用于进行下垂控制，利用k时刻边际成本调整量以及k时刻虚拟功率指令计算k+1时刻功率指令值，利用k+1时刻功率指令值对直流微电网中的各可控功率单元进行功率分配；当k+1时刻虚拟功率指令收敛时，得到直流微电网中的各可控功率单元的最优功率分配方案。本发明实现了完全分布式的直流微电网功率经济分配，不会受到单点故障的影响，直流微电网稳定性较好。

技术领域

本发明属于电气工程技术领域，更具体地，涉及一种直流微电网功率分配方法和系统。

背景技术

微电网被认为是将分布式能源集成到电力系统中的有效解决方案。微电网主要包括分布式能源，如分布式发电机，包含风电光伏的可再生能源，储能系统和负载。与交流微电网相比，直流微电网不需要频率调节和无功功率控制，从而减少了控制的复杂性并降低了系统损耗。直流微电网具有并网运行与孤网运行两种模式。在孤网模式下，对于微网的保持发电和负荷之间的功率平衡十分重要。由于微网中分布式能源功率以及负荷的变化，需要不断的调整系统中可控源的功率来保障系统稳定。功率经济分配问题是电力系统最优运行中的一个基本问题。经济分配的目的是通过有效协调包括发电和负载在内的可调度单元来最小化发电成本或最大化社会效益。

传统的功率分配方法使用集中式控制策略，需要采集系统中所有功率单元的信息来计算最优功率分配值。但是集中式控制更容易受到单点故障的影响，系统稳定性较差。同时，随着分布式电源的增加也使得微电网更加分散。因此，传统的集中式控制不再适用。

由此可见，现有技术存在容易受到单点故障的影响、系统稳定性较差的技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种直流微电网功率分配方法和系统，由此解决现有技术存在容易受到单点故障的影响、系统稳定性较差的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种直流微电网功率分配方法，所述直流微电网包括多个可控功率单元，包括如下步骤：

(1)根据各可控功率单元与其相邻单元之间的连接关系构造邻接矩阵D，根据k时刻各可控功率单元的变流器出口电压和邻接矩阵D，得到k时刻各可控功率单元的平均电压观测值；

(2)利用k时刻各可控功率单元的平均电压观测值计算下垂控制的电压参考值，利用下垂控制的电压参考值进行底层功率下垂控制，利用底层功率下垂控制对直流微电网中的各可控功率单元进行下垂控制；

(3)利用各可控功率单元成本参数和k时刻虚拟功率指令计算k时刻各可控功率单元的边际成本；

(4)利用k时刻各可控功率单元及其相邻单元的边际成本计算k时刻边际成本调整量；

(5)利用k时刻边际成本调整量以及k时刻虚拟功率指令计算k+1时刻功率指令值，利用k+1时刻功率指令值对直流微电网中的各可控功率单元进行功率分配；

(6)根据各可控功率单元的工作范围对k+1时刻功率指令值进行限幅计算，得到限幅后的功率指令值，并计算限幅对功率指令值的调整量；

(7)利用k+1时刻功率指令值以及k和k+1时刻可控功率单元的相邻单元限幅对功率指令值的调整量计算得到k+1时刻虚拟功率指令；

(8)当k＝1时，k时刻虚拟功率指令为变流器功率，当k＞1时，利用k+1时刻虚拟功率指令更新k时刻虚拟功率指令后进入步骤(3)，当k+1时刻虚拟功率指令收敛时，得到直流微电网中的各可控功率单元的最优功率分配方案。

进一步地，邻接矩阵D为：

D＝[d_ij]