[发明专利]一种通信延时下微电网分布式的平均电压观测方法

说明书

本发明公开了一种通信延时下微电网分布式的平均电压观测方法，在观测之前根据滞后校正的原理得到补偿环节的系数，然后开始观测步骤；观测开始后，每个分布式电源都通过与相邻的分布式电源进行通信并计算观测偏差，再通过补偿环节来抑制通信延时的影响，再将补偿环节处理后的结果进行累加，最后结合前馈环节计算得到新的平均电压观测值，并循环执行观测步骤。本发明能够显著降低通信延时对收敛速度的影响，能够在存在通信延时的微电网控制系统中，实现众多分布式电源对平均电压的快速且精确的观测效果，从而能够提高微电网电压控制的整体控制效果。

技术领域

本发明涉及微电网分布式控制技术领域，是一种通信延时下微电网分布式的平均电压观测方法。

背景技术

电力系统的安全稳定运行对提高国民生活水平和社会生产力具有重要意义，但是目前，传统化石燃料能源发电面临着日渐短缺和环境污染等问题。相比于化石能源，太阳能、风能、潮汐能等新能源取之不尽、用之不竭，并且具有清洁、污染少等特点。通常，这些新能源利用装置不直接与集中输电系统相连，多为依靠自动控制的分布式电源，多个分布式电源可以组成一个微电网。微电网可以作为一个完整的电力系统，具有自我控制、自我调节、自我管理等技术，可以提供稳定的电压、频率输出，能够实现分布式电源与负载之间的功率平衡以及分布式电源之间的功率均分。

为保证安全、可靠运行，微电网多采用分级控制技术，初级控制、次级控制以及三级控制。初级控制基于下垂控制实现输出电压稳定，并维持输出功率与负载需求之间的平衡。次级控制用来补偿初级控制所带来的输出电压与频率上的偏差，以及实现有功和无功功率的均分。三级控制是优化管理层，主要功能是微电网经济运行和能量管理层次的控制。在次级控制中，由于输出阻抗和线路阻抗不匹配，导致电压精确调节和精确的无功功率均分被公认为无法同时实现。面对这个问题，通常会选择牺牲电压调节的精度以换取精确的无功功率均分。为了最大程度上减小电压偏差，需要将微电网中的平均电压调节至参考值。然而在分布式控制中，每个分布式电源无法直接获取平均电压，为此需要分布式平均电压观测器的协助。但是在分布式通信网络中，通信延时在所难免，而通信延时会使得分布式平均电压观测器的收敛速度急剧下降，甚至会使得观测器失稳。在通信延时的影响下，为了保证稳定性，传统的分布式平均电压观测方法只能大幅降低观测增益，以极低的收敛速度运行。这会造成微电网控制系统的整体控制效果下降。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提出了一种通信延时下微电网分布式的平均电压观测方法，以期能够显著降低通信延时对观测收敛速度的影响，并在存在通信延时的微电网控制系统中，实现众多分布式电源对平均电压的快速且精确的观测效果，从而能够提高微电网控制系统中电压控制的收敛速度和鲁棒性，最终改善微电网中输出电压的质量。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种通信延时下微电网分布式的平均电压观测方法的特点在于，包含以下步骤：

步骤1，分布式电源将自身平均电压的观测值发送给邻居分布式电源；

步骤2，在考虑通信延时的条件下，第i个分布式电源利用式(1)对所接受到邻居分布式电源发送的平均电压观测值进行观测偏差计算，得到第i个分布式电源在k时刻的观测偏差

式(1)中，τ表示延时上限，N_i表示第i个分布式电源的邻居分布式电源集合，表示第i个分布式电源在k-τ时刻的平均电压观测值，表示第j个分布式电源在k-τ时刻的平均电压观测值，且当k≤0时，

步骤3，在补偿环节中对利用式(2)对观测偏差进行处理，得到第i个分布式电源的补偿环节在k时刻的输出值O_i(k)；