[发明专利]适用于微电网的动态等值方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统动态等值领域，具体涉及一种适用于微电网的动态等值方法，尤其是考虑微电源控制方式对微电网外部动态特性的影响，并采用非机理模型对微电源进行等效的技术方案。

背景技术

配电网中可再生能源设备的接入能起到减缓温室效应的作用，也符合智能电网建立对环境友好电网的需求，而分布式电源的控制和并网技术的发展和成熟，也成为了如今越来越多的分布式电源接入电网的重要因素。当配网中某区域的分布式发电设备达到一定规模时可以用“微电网”的概念对其进行控制和管理。同大电网系统一样对含微电网的系统进行规划及控制时需要借助于仿真分析，在不进行简化的前提下直接对该类系统进行有效的分析是难以完成的，因此需要对微电网进行等值研究。具体来讲，静态分析方面，微电网的等值模型可以用于微网之间以及微网与上级电网之间的潮流计算，配电网络损耗计算以及静态安全分析等。动态分析方面，等值模型可以服务于被研究系统的稳定计算、电压稳定、低电压脱扣和新的分布式设备接入系统的规划及评估等。

然而对微电网的等值研究并不是一项简单的工作，国内外尚没有成熟的微电网等值方法和被广泛认可的等值模型。现有的电力系统等值方法如同调等值法和估计等值法，前者是一种基于元件和网络简化的等值方法，但该方法中并没有涉及到逆变器的简化法则，而逆变器元件在微电网系统中是广泛存在的，所以同调等值法不适用于微电网的等值研究。而在估计等值法中，现有等值模型多采用电机模型，但等值电机并不能很好地模拟逆变器控制的微电源的外部动态特性。因此本发明将在估计等值法的基础上，提出一种基于微电网控制方式的非机理传递函数模型，使得该模型能够有效地模拟微电网运行时的外部特性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于微电网的动态等值方法，目的在于解决大量分布式电源接入对传统电力系统等值带来的新问题以及如何采用适当的方法及模型对微电网运行时的外特性进行等值的问题。

本发明提出的一种适用于微电网的动态等值方法，包括以下步骤：

步骤1：在被研究系统内部设置电压扰动；

步骤2：在扰动期间记录微电网与上级配电网之间联络线的动态响应，包括母线电压以及联络线输送的有功、无功，并通过电力系统分析理论换算得到流过联络线的交直轴电流；

步骤3：采用估计等值法对微电网系统进行等值，选取非机理传递函数模型为微电网等值模型；

步骤4：将步骤2中测得的电压数据作为系统输入，交直轴电流作为系统的输出，采用小生境免疫算法对选取的传递函数模型进行参数辨识。

步骤5：在同样的激励下，将实际量测得到的联络线的响应与辨识得到的传递函数模型的输出进行比较，进行验证校核。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

传统的配电网等值模型（如综合负荷模型）并未考虑微电网中微电源的控制方式对微电网的外特性产生的影响，而本发明中使用的模型是基于微电源控制结构的传递函数模型，它能够更有效地模拟微电网运行时的外特性，因此本发明提高了含微电网的系统的潮流计算及仿真精度，同时为研究主动配电网电压稳定、多微网的协调控制以及微电网的行为模式奠定理论分析基础。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例所采用的仿真系统图。

图2为本发明实施例获得的辨识源数据曲线，其中（a）为输入直轴电压曲线，（b）为输出交直轴电流曲线。

图3为本发明实施例中所采用的估计等值法原理图。

图4为本发明辨识程序中所采用的辨识算法流程图。

图5为辨识所得模型的动态响应与真实系统输出的拟合曲线，其中（a）为直轴电流拟合曲线，（b）为输出交轴电流拟合曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明提出的一种适用于微电网的动态等值方法，应用到某微电网的动态等值中，详细实施方案如下：

步骤1、在系统内部设置短路故障扰动：

对于本实施例，是在系统仿真软件中，在系统的内部设置三相短路故障，仿真系统如图1所示，在0.5s时发生故障，在0.6s时，故障切除。