[发明专利]一种主从型微电网的分布式频率恢复和经济发电控制方法

说明书

本发明涉及一种主从型微电网的分布式频率恢复和经济发电控制方法，属于智能电网控制领域，包括：分布式发电单元利用通信网络获取部分其它分布式发电单元的信息；基于本地信息和获得的信息，局部控制器的经济调度模块计算最优有功发电参考；对于主发电单元，其局部控制器的下垂控制模块、频率恢复控制模块和经济有功发电控制模块，产生发电装置的控制参考信号；对于从发电单元，其局部控制器的经济有功发电控制模块，产生发电装置的控制参考信号；分布式发电装置对各自的控制信号进行响应。本发明解决了多主多从型的孤岛微电网在一般发电成本函数和单向通信连接网络下的分布式控制，实现微电网的频率运行在额定值且总发电成本最小。

技术领域

本发明属于智能电网控制领域，涉及一种主从型微电网的分布式频率恢复和经济发电控制方法。

背景技术

微电网作为智能电网的关键组成部分，对提高供电可靠性、开发可再生能源、偏远地区供电等具有重要意义。微电网是指由分布式发电、局部负荷、储能设备、监控保护装置等形成的小型电力系统。微电网既可以连接到传统大电网进行并网运行，也可以脱离大电网进行孤岛运行。孤岛微电网的主要控制任务包括两点：一是频率和电压的有效控制，二是有功和无功的合理控制。传统控制策略采用集中式控制结构，其存在单节点故障、通信和计算量大、可扩展性差等缺点，无法较好的适应电源数量众多的微电网的控制。

目前智能电网正朝着分布式控制的方向发展，以解决集中式控制的缺点。一些主从型微电网分布式控制方案已被提出。例如，申请号为201410369359.6的中国专利，发明名称为微电网系统的分布式经济调度与协调控制方法；申请号为201711460098.9的中国专利，发明名称为一种基于分布式网络控制的微电网经济调度方法及系统；发表在IEEETransactions on Industrial Informatics期刊的文献，题目为A MultiobjectiveDistributed Control Framework for Islanded AC Microgrids的论文；申请号为201610856013.8的中国专利，发明名称为通用型包含恒功率和下垂控制的微电网群分布式控制方法。

现有方案进行功率的经济分配时，需要成本函数是二次型的强凸函数，且要求通信连接是双向的；而实际中，一般的凸函数能更精确的描述成本信息，故障等因素会导致单向的通信连接。另一方面，现有的单主多从型微电网分布式控制方案，一个分布式发电单元作为主电源，提供频率和电压支持并响应全网功率波动，其余分布式发电单元作为从电源进行功率输出,该模式会导致主电源存在单节点故障的弊端。现有多主多从型微电网分布式控制方案，将主电源和从电源在两个独立的通信网络下分别进行控制，且只能实现成比例的功率分配控制，即未考虑发电成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于解决多主多从型的孤岛微电网在一般发电成本函数和单向通信连接网络下的分布式控制，实现微电网的频率运行在额定值且总发电成本最小，提供一种主从型微电网的分布式频率恢复和经济发电控制方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种主从型微电网的分布式频率恢复和经济发电控制方法，基于微电网系统，所述微电网系统包括通信层、控制层和设备层；所述通信层由通信收发器和分布式通信连接组成，用于进行信息的交换；所述控制层根据本地测量信息和通信网络获得的信息，产生分布式发电装置的控制信号；所述设备层是物理电力网，各分布式发电装置对控制信号做出响应，最终实现能量传送；

对于微电网系统中的n个分布式发电单元，其中n为大于2的整数，有m个分布式发电单元工作在下垂控制模式，作为主发电单元，其中2≤m＜n，其余的分布式发电单元工作在恒功率控制模式，作为从发电单元；所述分布式发电单元包括一个设备层中的分布式发电装置，以及对应的一个控制层中的局部控制器和一个通信层中的通信收发器；

在一个控制阶段，每个分布式发电单元包括以下控制步骤：