[发明专利]一种孤立微电网分布式二级经济控制方法

说明书

本发明公开了一种孤立微电网分布式二级经济控制方法，所述微电网的控制结构包括一级控制和二级控制，所述一级控制采用下垂控制方式，所述二级控制采用分布式策略，为一级控制产生参考电压和频率的调节量。本发明基于多代理系统架构，为各分布式电源分配代理，利用分布式策略得到各电源的目标有功功率等信息，用于本地二级控制，进行一级控制的参考电压和频率的优化，通过使各分布式电源边际成本一致，实现微电网经济运行，并进行系统电压及频率的恢复，提高电能质量，能在线路阻抗未知的情况下，仅通过增加稀疏分布式通信网络，实现孤立微电网经济稳定运行，不存在中心控制器，可靠性及可扩展性高。

技术领域

本发明属于微电网控制与优化技术领域，涉及一种孤立微电网分布式二级经济优化控制方法。

背景技术

不同类型分布式电源的发电成本不同，传统下垂控制按照容量比例分配功率，易造成系统运行成本偏高，因此需考虑各分布式电源的成本经济分配功率。

因此，现有技术中引入二级控制优化分配全网功率。现有技术中采用的二级控制主要有集中式控制和分散式控制两种。

集中控制利用中心控制器采集全网络的信息，产生调节量再下发到各个一级控制器，虽然调节精度高，但由于依赖中心控制器，系统的可靠性和可扩展性较差。

分散控制根据本地信息进行控制，无需通信线路，但是调节精度低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的二级控制方式或者可靠性、可扩展性差，或者调解精度低。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种孤立微电网分布式二级经济控制方法，所述微电网的控制结构包括一级控制和二级控制，所述一级控制采用下垂控制方式，所述二级控制采用分布式策略，用于为一级控制产生参考电压和频率的调节量，包括以下步骤：1)建立多代理系统架构，为每个分布式电源分配代理，所述多代理系统架构包括一个以上的代理，任意两个相邻的代理之间信息交互传递，所述交互传递的信息包括边际成本、电压和频率信息；2)通过分布式一致性算法求取所需目标有功功率、全网平均电压和平均频率信息，输出给二级控制器；3)二级控制器根据接收到的信息进行二级控制，所述二级控制包括参考电压修正控制和频率修正控制，产生调节量优化一级控制的参考电压和频率。

每台分布式电源都有二级控制器，都分配一个代理。代理与邻居交互信息，再利用一致性算法迭代。所有代理同时进行一致性迭代，收敛得到平均信息(理论上每个代理收敛得到的值是相等的就是所有节点平均值)，输出给相应的本地二级控制器。代理只需要邻居信息就可以得到全网络节点的平均信息。本发明利用分布式二级经济优化控制，为下垂控制的分布式电源分配代理，由代理完成与邻居代理间边际成本、电压、频率信息的交互，通过分布式算法求取目标有功功率、全网平均电压和平均频率，输出给本地二级控制器进行二级控制。二级控制产生修正量优化一级控制的参考电压和频率，使各分布式电源输出目标有功功率，实现边际成本一致，从而降低系统运行成本，优化分配功率，提高电能质量，并进行系统电压和频率的恢复，保证孤立微电网经济、稳定运行。

进一步，步骤2)中的分布式一致性算法具体方法如下：

代理i首先采集本地边际成本L_i和节点电压U_i信息，然后与邻居代理交互边际成本和节点电压信息，检测是否收到邻居代理的功率饱和通知，若没有则采用原始状态转移矩阵D；若收到，则邻居代理退出一致性网络，代理i相应修改矩阵D，按照式(1)进行一致性计算；如此循环迭代收敛得到平均边际成本L_ave和全网平均电压；

式中，d_ij为系统的状态转移矩阵D中的元素，n为输出有功功率未饱和电源数目，L_i[k]和U_i[k]为分布式电源i在第k次迭代时的边际成本和节点电压值；