[发明专利]一种分布式混合微电网的改进型优化控制方法

摘要

本发明提供了一种分布式混合微电网的改进型优化控制方法，该改进型优化控制方法针对带有储能单元和其它可调度的DG单元的交直流混合微电网，进行针对性的改进型的建模和区别控制，针对性的建立了具备内惩函数以及高阶模型的问题描述，并分交直流情况分别对储能单元和可调度的DG单元进行区别控制，从而提高了混合微电网的协调一致性和能量平衡及稳定性，同时降低了控制复杂度，且大大减少了整个系统内各个单元之间的通信量。

主权项

1.一种分布式混合微电网的改进型优化控制方法，其特征在于，所述改进型优化控制方法包括以下步骤：步骤1、对带有储能单元的混合微电网的进行问题描述；将电网的储能单元与其它可调度的DG单元之间进行区别对待，此时可调度DG的成本函数C_i(P_i)可以表示为：C_i(P_i)＝a_iP_i³+b_iP_i²+c_iP_i+d_i  (1)式中，下标i表示可调度DG的编号，DG_i为第i个可调度DG，P_i是可调度的DG_i的输出有功功率，a_i、b_i、c_i与d_i是DG_i的成本函数系数；引入内点罚函数后，可将直流或交流子网的经济调度问题表述为如下问题：目标函数：约束条件：其中，P_负载表示整个负荷所需的功率，P_线损表示输电线路中的功率损耗，P_{不可调度微源}表示不可分配的DG能源的总功率，P_imin与P_imax是微源DG单元的功率下限和上限，μ_i与υ_i分别是惩罚因子，当μ_i,υ_i→0时，式(4)中问题的最优解逼近于问题的解；然后，通过建立拉格朗日函数获得电源成本函数的微增率：其中，λ_i是电源成本函数的微增率，由上式(7)可知，当目标函数得到最优解时，所有的电源成本函数的微增率都达到了一致；λ₁＝λ₂＝...＝λ_n  (8)步骤2、设计分布式一致性控制策略根据通信网络的权重a_ij，设计分布式一致性控制策略；步骤3、对带有储能单元的直流微电网进行分布式优化控制将储能单元作为电压型主电源，保证母线电压在额定值，同时参与经济优化控制，具体控制策略V_ref如下表示：其中，式(12)用于储能单元的电压电流双闭环控制回路中，v_ref为额定电压，v_bus为直流微电网直流母线电压，a_ij是通信网络的权重，k_pi1、k_vi1、k_pi2、k_vi2是第一和第二个PI控制器的系数，λ_di、λ_ess是DG_i和储能单元的微增率；其它分布式电源单元DG_i单元作为功率源控制，不参与母线电压调整，与临近微源交换信息实现经济成本运行，其DG_i单元的电压电流双闭环控制系统中的功率的具体控制策略P_i^*如下：式(13)结合式(7)可得到优化后的P_i，其中，a_ij是通信网络的权重，k_pi3、k_vi3是第三个PI控制器的系数，λ_di、λ_dj是第i个DG和第j个DG的微增率；步骤4、对带有储能单元的交流微电网进行分布式优化控制储能单元作为电压型主电源，保证母线电压在额定值，同时作为电网频率支撑并参与经济优化控制，其具体控制策略如下表示：其中，式(14)用于储能单元的电压电流双闭环控制回路中，a_ij是通信网络的权重，V_ref为额定电压，V_bus为交流子网母线电压，f_ref与f_bus分别为参考频率和总线频率，k_pi4、k_vi4、k_pi5、k_vi5是第四和第五个PI控制器的系数，λ_di、λ_ess是DG_i和储能单元的微增率，V_max、V_min分别为交流电压的最大值和最小值，Q为无功功率，Q_rating为无功功率等级；其它DG_i单元都进行PQ控制，通过与临近微源交换信息，实现成本优化运行，所提出的控制策略如下：式(15)结合式(7)可得到优化后的P_i，其中，a_ij是通信网络的权重，k_pi6、k_vi6是第六个PI控制器的系数，λ_di、λ_dj是第i个DG_i和第j个DG_j的微增率。步骤5、进行多个双向功率变换器的控制。