[发明专利]一种基于虚拟电容控制的直流微电网电压协同控制方法

说明书

本发明公开了一种基于虚拟电容控制的直流微电网电压协同控制方法，包括：步骤100，在直流微电网系统中实测直流母线电压，通过包括直流电压变化率的指标得到虚拟电容值；步骤200，选取影响储能单元功率输出的因素作为评价指标，由加权规范矩阵得出评价指标序列和比较序列；步骤300，由同一指标的指标序列与最优值得出各端储能单元的充放电状态下的分辨系数、关联系数以及灰色关联度；步骤400，通过变异系数法得到加权矩阵中的各个元素，对变异系数作归一化处理得到权重系数，并将新的加权矩阵更新输入到步骤200中；步骤500，各端储能单元根据各端储能单元的灰色关联度所占总的灰色关联度的比重，分配各端储能单元的虚拟电容值。

技术领域

本专利属于控制技术领域，具体而言涉及一种基于虚拟电容控制的直流微电网电压协同控制方法。

背景技术

在高比例可再生能源、高比例电力电子装备的电力系统发展方向中，直流微电网凭借其能量转换环节少、电能损耗小、供电效率高等特点具备广阔的应用前景。但直流微电网自身缺少旋转动能与机械惯性，且直流侧电容较小不足以平抑较大的功率波动，因此直流微电网为小惯性系统。新能源的波动性和随机性、发电设备的低抗扰性和弱支撑性将导致直流母线电压迅速变化，电能质量变差，系统的稳定运行面临着严峻的挑战。

为释放直流微电网的潜在惯性，需在电网直流侧虚拟出数值远大于实际电容的等效电容以增强系统惯性，并使系统具备足够抑制母线电压波动的能力。通常通过某些控制手段改进变流器控制环路，进一步改变变流器与直流系统的交换功率，从而增大直流微电网的惯性支撑能力。

当前对于多端变流器的惯性协调控制较少，某些学者所提多端的惯性协调控制仅通过高通滤波器来实现，暂未考虑各端特性指标对惯性分配的影响。

发明内容

本专利正是基于现有技术的上述需求而提出的，本专利要解决的技术问题是提供一种基于虚拟同步发电机模型的预测平滑切换控制方法，以使得直流微电网中的各个端口各尽所能，协同分配以提高系统惯性水平。

为了解决上述问题，本专利提供的技术方案包括：

提供了一种基于虚拟电容控制的直流微电网电压协同控制方法，包括：步骤100，在直流微电网系统中实测直流母线电压，通过包括直流电压变化率的指标得到虚拟电容值，当所述直流电压变化率超过阈值时，通过对影响虚拟电容值的相关参数的调整，以灵活调节虚拟电容值；步骤200，选取影响储能单元功率输出的因素作为评价指标，建立储能单元的多因素评价矩阵A，并对所述多因素评价矩阵进行无量纲化处理得到矩阵B，矩阵B与权重矩阵C共同作用得到加权规范矩阵，所述权重矩阵为各个指标对应的权重系数组成的矩阵，由所述加权规范矩阵得出评价指标序列和比较序列，所述比较序列由各指标序列的最优值构成；步骤300，由同一指标的指标序列与最优值得出各端储能单元的充放电状态下的分辨系数、关联系数以及灰色关联度；步骤400，通过变异系数法得到加权矩阵中的各个元素，所述变异系数为一项指标的标准差与均值之比，对变异系数作归一化处理得到权重系数，并将新的加权矩阵更新输入到步骤200中；步骤500，各端储能单元根据各端储能单元的灰色关联度所占总的灰色关联度的比重，分配各端储能单元的虚拟电容值。虚拟电容值在多端口变流器中的协同分配，避免惯性分配不合理导致的变流器故障或停运，使各端口达到各尽所能、协同分配的目的。

优选的，通过包括直流电压变化率的指标得到虚拟电容值C_v表示为：其中，C_v0为固定虚拟电容值，M为直流电压变化率阈值，u_dc为直流母线电压，k₁、k₂分别为电压变化的比例系数和指数系数。

优选的，对于虚拟电容值灵活调节的表达式为：C'_v＝αC_v，其中所得新的虚拟电容值C’_v代表系统总的惯性，α为直流微电网虚拟电容调整系数。