[发明专利]一种微电网成本优化的分布式控制方法及装置

说明书

本发明提供一种微电网成本优化的分布式控制方法及装置。所述方法包括：S1，获取本地输出电压和电流，并获取相邻微源的输出电压和电流；S2，基于成本优化控制策略，计算得出每个微源的功率和微增率，通过PI调节使得本地的微源微增率和相邻微源的微增率相等，以使微电网成本最低。本发明的成本优化控制策略，确保系统中低成本的发电机具有优先发电的权；通过构造拉格朗日函数获取每个微源的最优发电功率，通过PI调节使微电网中各微源的微增率相等，使整个系统的总发电成本最低。在此基础上，基于分布式电压恢复策略，通过PI调节使每个微源的输出电压值与输出电压参考值相等，来进行电压恢复。

技术领域

本发明涉及电网控制领域，更具体地，涉及一种微电网成本优化的分布式控制方法及装置。

背景技术

目前，诸如太阳能光伏发电、风力发电和燃料电池等的逐渐开发和利用，直流(DC)微电网越来越火。与交流微电网相比，直流微电网具有独特的优点：无需考虑变压器涌流，频率同步和无功潮流，具有传输容量大，电源可靠性高，系统损耗小等特点。

近年来许多研究者们对DC微网的网络架构和经济优化水平进行了大量研究。对于能源的管理架构可以分为集中式和分布式。集中式管理在经济运行方面具有最大化利益和满足微电网电压调节的优点，因此被广泛应用于微电网运行的优化。然而，由于集中式依赖于高强度的通信，这会导致微网的运营成本增加，并且由于太过依赖于通信，可能会导致功率控制差和可靠性低等缺点。

这时，由于高可靠性、易扩展性和简单的通信网络要求等优异的特性，分布式控制逐渐取代集中式控制，成为电网中的主流。目前，下垂控制是一种流行的分布式控制策略。对于微电网，下垂概念已被用于控制分层架构的主层。作为一种经典的分布式控制方法，传统的下垂控制策略可以在多个微源之间达到功率均分的目的，能确保大容量的微源产生多的功率，而小容量微源则产生较少的功率。

一般来说，微电网的经济运行可以通过在考虑排放惩罚的情况下优化其发电成本，结合下垂控制的方法和成本优化的目的，现有技术提出了一系列基于成本的下垂方案来降低微电网的发电成本。这些方法在一定程度上降低了微电网的发电成本，是微电网运行优化的一个重要里程碑。

然而，在这些方法中存在或多或少的一些缺陷和缺点，包括不能达到成本低的微源多发电，成本高的微源少发电的目的；并且微源输出电压的波动范围太大，不能保证电压质量；且微源的成本函数必须为二次型，不能包含指数函数，存在局限性。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的微电网成本优化的分布式控制方法及装置。

根据本发明的一个方面，提供一种微电网成本优化的分布式控制方法，包括：

S1，获取本地输出电压和电流，并获取相邻微源的输出电压和电流；

S2，基于成本优化控制策略，计算得出每个微源的功率和微增率，通过PI调节使本地微增率和相邻微源的微增率相等，以使微电网成本最低。

所述一种微电网成本优化的分布式控制方法还包括：

S3，基于分布式电压恢复策略及所述成本优化控制策略，调节每个微源的输出电压值，以使每个微源的输出电压值与输出电压参考值相等。

具体的，S2中所述成本优化控制策略包括：

基于不同类型微源的成本函数，获取微电网中所有微源的发电成本之和；

基于约束条件和所述发电成本之和，构造拉格朗日函数并获取所述目标函数的最小值，得到所述成本优化控制策略，以使每个微源的成本微增率相等。

具体的，所述不同类型微源的成本函数包括：

柴油发电机和微型涡轮机的成本函数为：