[发明专利]基于背靠背变流器的环形柔性互联微网群的有功均分控制方法

说明书

本发明公开了一种基于背靠背变流器的环形柔性互联微网群的有功均分控制方法，其步骤包括：1、构建包含N个微网单元与N个背靠背变流器首尾相连的环形柔性互联微网群的拓扑结构；2、微网群中央控制器在固定采样时间间隔ΔT下采集各微网单元负荷数据和有功均分比率数据；3、中央控制器比较第τ个采样时刻各微网单元的有功均分比率并得到最小值所对应的微网单元；4、根据微网群有功均分比率一致目标及功率约束方程组唯一解条件，构造唯一解功率平衡约束方程组，求解背靠背变流器传输功率指令，实现有功均分控制目标。本发明能实现微网群所有分布式电源有功出力按容量比率均分，从而能保证孤立环形柔性互联微网群的安全稳定运行。

技术领域

本发明涉及柔性互联微网群的分层协同恢复控制领域，具体指一种针对背靠背变流器环形柔性互联微网群的有功均分控制方法。

背景技术

将多个地理位置上毗邻的微网(microgrid，MG)互联构成微网群(microgridcluster，MGC)方式运行，是消纳分布式电源(Distributed Generation，DG)的有效方式之一，也是提升偏远山区、海岛地区乃至城市配电网末端供电可靠性的有效途径。同时，背靠背变流器型(Back-to-Back converter，BTBC)柔性多状态开关(flexible multi-stateswitch，FMSS)作为一种新兴的互联方案由于具备扰动隔离效果好、调节能力强以及故障恢复快等优势，已成为解决多微网互联集成问题的全新选择。然而考虑到背靠背变流器设备的非线性受控源特性，与常规阻抗互联的微网群相比，柔性互联微网各微网单元间不再遵从阻抗线路的功率传输规律，电网运行频率从全局退化为局部变量，不同微网单元可异步运行于不同频率。在异步互联特性影响下，各微网单元间无法形成有效的“频率信号”传递，各微网单元的频率扰动平抑任务只能由区域内的发电设备独自承担，集群层面的分布式电源有功按容量比率出力的均分控制目标难以实现。

在传统下垂控制方法作用下，各微网单元内部可自动实现各分布式电源的有功均分控制目标，但在没有合理给定背靠背变流器设备传输指令的前提下，不同微网单元之间的有功均分比率并不相同，即各微网单元的负载率水平不同。可能会导致部分小容量微网单元在负荷突增情况下出现暂态失稳情况，严重威胁柔性互联微网群的稳定性。因此，如何有效计算各背靠背变流器传输功率指令，并保证负荷变化下柔性互联微网群中各分布式电源输出有功功率仍能够精确按下垂系数(最大容量)合理分配是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

针对现有背靠背变流器柔性互联微网群有功均分控制存在的问题，本发明提出一种基于背靠背变流器的环形柔性互联微网群的有功均分控制方法，以期能实现各微网单元间的扰动均担和出力均衡，最终达成微网群所有分布式电源有功按容量均分比率一致的目标，从而能保证孤立柔性互联微网群的安全稳定运行。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种基于背靠背变流器的环形柔性互联微网群的有功均分控制方法的特点也在于，包括以下步骤：

S1：将环形柔性互联微网群中的N个微网单元分别与N个背靠背变流器对应连接后再首尾相连并构成环形结构；以微网单元作为点，以背靠背变流器作为边，从而构建微网群互联拓扑连通图；

S2：所述环形柔性互联微网群的中央控制器在固定采样时间间隔ΔT下，采集第τ个采样时刻的第k个微网单元内的负荷侧变压器的负荷数据P_Load,k(τ)以及领导者分布式电源的有功均分比率α_k,pin(τ)，1kN；

S3：所述中央控制器比较第τ个采样时刻的各微网单元的有功均分比率值，并得到最小有功均分比率对应的微网单元，其编号记为min；1≤min≤N；

S4：所述环形柔性互联微网群的有功均分控制：

S41、利用式(1)计算第τ个采样时刻的第min个微网单元所对应的背靠背变流器的传输功率指令