[发明专利]基于聚类算法的分布式发电系统等值建模方法

摘要

本发明公开了一种基于聚类算法的分布式发电系统等值建模方法。本发明包括：1、选取分布式电源到公共连接点PCC处的等值线路阻抗作为聚类指标之一，从而获得n个分布式电源的聚类指标数据；2、设置聚类指标阈值，通过聚类算法将n个分布式电源分成c个类。其中，首先使用罩盖聚类算法得到类别数及初始聚类中心点，再通过模糊C均值聚类算法进一步聚类得到最终的聚类中心点；3、将分到同一类的分布式电源合并为一个等值分布式电源，计算出等值分布式电源的各等值参数，从而得到分布式发电系统的等值模型。根据此发明构建的聚类等值模型在仿真规模大的情况下确保了仿真精确度，同时降低了模型的复杂度和仿真时间。

主权项

1.一种基于聚类算法的分布式发电系统等值建模方法，其特征在于，分布式发电系统包含n个分布式电源和h条公共母线，其中，h和n均为正整数，且h≤n，分布式电源与变压器串联后接到公共母线，公共母线为树型拓扑，公共母线上的分支点即为节点，所有公共母线在公共连接点PCC处汇流并接入电网，所述方法包括以下步骤：步骤1、分别计算n个分布式电源到公共连接点PCC处的等值线路阻抗，将其作为分布式电源的聚类指标之一，从而获得n个分布式电源的聚类指标数据；将n个分布式电源中的任一个分布式电源记为第i个分布式电源，1≤i≤n，并设第i个分布式电源所在节点是其所在公共母线的第m层节点，则第i个分布式电源到公共连接点PCC处的等值线路阻抗Z_eqi的计算公式为：Z_eqi＝(Z_m×I_m+Z_m‑1×I_m‑1+…+Z₂×I₂+Z₁×I₁)/I_n其中，Z_m为第i个分布式电源到第m层节点的线路阻抗,I_m为流经第i个分布式电源到第m层节点的线路阻抗Z_m的电流，Z_m‑1为与第i个分布式电源连接的第m层节点到第m‑1层节点的线路阻抗，I_m‑1为流经与第i个分布式电源连接的第m层节点到第m‑1层节点的线路阻抗Z_m‑1的电流，Z₂为与第i个分布式电源连接的第3层节点到第2层节点的线路阻抗，I₂为流经与第i个分布式电源连接的第3层节点到第2层节点的线路阻抗Z₂的电流,Z₁为与第i个分布式电源连接的第2层节点到第1层节点的线路阻抗,I₁为流经与第i个分布式电源连接的第2层节点到第1层节点的线路阻抗Z₁的电流,I_n为第n个分布式电源的输出电流；步骤2、设置聚类指标阈值，通过聚类算法得到类别数c,即将n个分布式电源分成c个类，其中2≤c≤n；步骤3、将分到同一类的分布式电源合并为一个等值分布式电源，计算出等值分布式电源的各等值参数，从而得到分布式发电系统的等值模型；将c个类中的任一个类记为第j个类，将第j个类的聚类中心点记为聚类中心点v_j，1≤j≤c；设有r个分布式电源被分到第j个类，其中任一个分布式电源记为分布式电源u，1≤r≤n，u＝1,2...r；按照如下公式计算第j个类的等值分布式电源的各等值参数：L_eq＝L/aC_eq＝aCC_{dc_eq}＝aC_dcS_teq＝aS_tZ_teq＝Z_t/aK_{p1_eq}＝aK_p1K_{i1_eq}＝aK_i1K_{p2_eq}＝K_p2/aK_{i2_eq}＝K_i2/aa＝S_all/S_center其中，L_eq为等值分布式电源中的滤波电感，L为作为聚类中心点v_j的分布式电源中的滤波电感；C_eq为等值分布式电源中的滤波电容，C为作为聚类中心点v_j的分布式电源中的滤波电容；C_{dc_eq}为等值分布式电源中的直流滤波电容，C_dc为作为聚类中心点v_j的分布式电源中的直流滤波电容；S_teq为等值分布式电源所接升压变压器的额定容量,S_t为作为聚类中心点v_j的分布式电源所接升压变压器的额定容量；Z_teq为等值分布式电源所接升压变压器的阻抗，Z_t为作为聚类中心点v_j的分布式电源所接升压变压器的阻抗；K_{p1_eq}为等值分布式电源电压控制外环的比例系数，K_p1为作为聚类中心点v_j的分布式电源电压控制外环的比例系数，K_{i1_eq}为等值分布式电源电压控制外环的积分系数，K_i1为作为聚类中心点v_j的分布式电源电压控制外环的积分系数；K_{p2_eq}为等值分布式电源电流控制内环的比例系数，K_p2为作为聚类中心点v_j的分布式电源电流控制内环的比例系数；K_{i2_eq}为等值分布式电源电流控制内环的积分系数，K_i2为作为聚类中心点v_j的分布式电源电流控制内环的积分系数；S_all为第j个类中分布式电源的总容量，S_center为作为聚类中心点v_j的分布式电源的容量；Z_eq为等值分布式电源到公共连接点PCC处的等值线路阻抗，S_u为第j个类中第u个分布式电源的容量，Z_equ为第j个类中第u个分布式电源到公共连接点PCC处的等值线路阻抗。