[发明专利]孤岛模式下微电网设备动态管理和负载频率控制方法

说明书

一种孤岛模式下微电网设备动态管理和负载频率控制方法，属于电力系统技术领域。本发明的目的是设计了一种基于多主体的多输入单输出模糊控制器，以分布式的方式在微电网的孤岛模式下控制微电网频率和管理分布式发电机之间的功率分配，以增加电力系统的可靠性，及降低分布式发电机发电成本的孤岛模式下微电网设备动态管理和负载频率控制方法。本发明步骤是：定义要研究的系统结构，提出本系统采用的控制方案；对多主体结构的电力网络进行建模；研究电力系统分布式模型的能量管理；提出多主体控制系统的控制方案；设计多主体系统，通过监督方式优化控制器的变量。本发明具有传输信息少、瞬态条件适宜、计算复杂度适宜、建立成本低、易于开发等优点。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域。

背景技术

化石燃料价格的稳定增长以及对温室气体排放和全球变暖问题的担忧，使得可再生能源和分布式发电系统成为一种有希望的解决方案。因此，包括可再生电源在内的发电机组越来越多的被应用。尽管这些电源用处广泛，但它们有间歇性的行为，并且需要与存储系统一起使用。这使得分布式发电系统的使用在电网中遇到了很多问题。

微电网是电网的一部分，它包含各种类型分布式发电单元、存储系统和负载等，可以充分利用各种资源的优势，实现分布式发电系统的全部效益。微电网可在孤岛和并网模式下工作，但在这两种模式下的运行仍是一项技术挑战。而分布式发电单元应配备适当的控制器，以适应这两种工况和它们之间切换的瞬态状态。在并网工况下，电网主要控制微电网公共耦合点的频率和电压，每个分布式发电单元的控制系统使用惯用策略控制其与主电网交换的有功和无功功率。然而，在包含不同类型资源的微电网行中，主要挑战是其在孤岛模式下的稳定性。尽管微电网中的储能系统可以在孤岛模式下提高系统效率，但对于微电网来说，设置相应的管理机制和控制系统对于将系统的电压和频率维持在给定的区间内是至关重要的。为了获得这些系统的最佳性能，适当的能量管理是必不可少的。良好的管理系统首先应确保持续供应负荷。之后，才可以考虑其他目标，如最大化效率和降低运营成本。

发明内容

本发明的目的是设计了一种基于多主体的多输入单输出模糊控制器，以分布式的方式在微电网的孤岛模式下控制微电网频率和管理分布式发电机之间的功率分配，以增加电力系统的可靠性，及降低分布式发电机发电成本的孤岛模式下微电网设备动态管理和负载频率控制方法。

本发明步骤是：

步骤1：定义要研究的系统结构，提出本系统采用的控制方案；

步骤2：对多主体结构的电力网络进行建模；

步骤3：研究电力系统分布式模型的能量管理；

步骤4：提出多主体控制系统的控制方案；

步骤5：设计多主体系统，通过监督方式优化控制器的变量。

本发明设计了一种基于多主体的多输入单输出模糊控制器，以分布式的方式在微电网的孤岛模式下控制微电网频率和管理分布式发电机之间的功率分配。该方法在设计阶段集成了负载频率控制器和管理系统。多数情况下，目前类似的研究都是分别对负载频率控制系统和管理单元进行设计，导致两个输出端之间存在干扰。而这种干扰可以通过本发明所提出的控制设计方法消除。为了提高该方法的效率，采用改进的粒子群优化算法对该控制器进行了参数整定。提出的控制系统是一种多主体控制器，其中，多主体系统的关键参数是以监控方式设置的，其中每个主体都与相邻的主体相连。在设计阶段使用的操作点范围很广，这样得到的控制系统可以有效地控制整个范围内的系统。该方法具有传输信息少、瞬态条件适宜、计算复杂度适宜、建立成本低、易于开发等优点。

附图说明

图1是本发明系统的结构图；

图2是本发明多主体系统模型图-分散模型；

图3是本发明多输入单输出模糊控制器的结构图；