[发明专利]基于三端口电力电子变压器并网的交直流混合微网运行优化方法

说明书

本发明公开了一种基于三端口电力电子变压器并网的交直流混合微网运行优化方法，包括以下步骤：(1)提出分层控制结构；(2)建立分层优化模型；(3)改进供蓄电指标，应用改进后的供蓄指标简化模型约束条件；(4)利用多目标加权和遗传算法对模型求解，获得交直流混合微网的优化运行方式。本发明考虑到PET容量对微网规模的限制和微网的自治性及交流微网、直流微网间的协调性，能够扩大PET联结的微网规模，提高新能源利用率，降低负载、DG等效功率变化率，为制定交直流混合微网的运行方式提供指导和帮助。

技术领域

本发明涉及交直流混合微网运行优化，尤其涉及一种基于三端口电力电子变压器并网的交直流混合微网运行优化方法。

背景技术

间歇性分布式电源(DG)输出波动较大，影响电网的安全稳定运行。为满足DG 并网需求，具有良好调节特性的微网近年来得到了快速发展。微网分为交流微网和直流微网，交流微网是现阶段DG并网的主要形式。随着光伏、储能等直流电源和电动汽车等直流负载的快速发展，省略中间换流环节的直流微网近年来受到广泛重视。未来一段时间，交流微网、直流微网将长期并存，并相互支撑。

电力电子变压器(PET)具备变压、隔离、能量双向传输功能，能够实现多种DG 灵活接入，是微网并网的理想工具。国内外对PET的研究主要集中在两端口PET的拓扑结构及控制功能。两端口PET受结构限制，一般仅具有高、低压交流端口，功能单一。因此，提供交、直流接口的新型三端口PET日益受到重视，国内外都开展了样机研制。 FREEDM研制了容量为8kVA三端口样机，中科院电工所的试验样机为1MVA。受技术限制，三端口PET容量短期无法大幅提升，限制了通过PET并网的微网规模。

交直流混合微网运行优化主要以运行成本最低为目标，但该优化方式难以发挥微网的自治性及交流微网、直流微网间的协同性，并会造成并网点功率波动大，并网设备备用容量大，通过PET并网的微网规模更加受限。新能源最大消纳是微网优化的另一重要目标，但微网中新能源、负载波动大，调度困难。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于三端口电力电子变压器并网的交直流混合微网运行优化方法。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于三端口电力电子变压器并网的交直流混合微网运行优化方法，包括步骤：

(1)提出分层控制结构；

(2)建立分层优化模型；

(3)改进供蓄指标，应用改进后的供蓄指标简化模型约束条件；

(4)利用多目标加权和遗传算法对模型求解，获得交直流混合微网的优化运行方式。

所述步骤(1)中，交直流混合微网分为并网点层、混合层和微网层。微网功率失衡时，先利用微网层自治能力平抑波动；若微网层调节能力不足，通过混合层协调交流微网、直流微网功率交换；若前两层控制无法平抑波动，通过并网点层协调主网、交流微网、直流微网三者的能量传递，平衡微网波动。

所述步骤(2)中，以并网点层功率波动最小，混合层最大消纳新能源，微网层DG 和负载等效功率变化率最小为目标建立分层优化模型。

所述步骤(3)中，基于电力电子变压器传输效率和与微网相连的端口容量限制，改进微网的供蓄指标，应用改进后的供蓄指标代替端口容量、负荷、DG、ESS功率、荷电状态等约束，简化模型约束条件。

有益效果：本发明优化方法可扩大PET联结的微网规模，提高新能源利用率，降低负载、DG等效功率变化率，提高微网供电连续性和可靠性；改进微网、PET并网点的供蓄指标，减少优化模型约束条件，提高模型求解效率。

附图说明

图1为三端口电力电子变压器并网的交直流混合微网分层结构；

图2为验证算例中交直流混合微网负载功率图；