[发明专利]一种泛微网区域自治-协同控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种泛微网区域自治‑协同控制系统及控制方法，将众多微网划分为若干微网智能单元进行调控，首先对配电系统中微网进行划分，形成微网智能单元，然后采用自治‑协同控制方法，使得高渗透率分布式能源并网更加安全与稳定，通过综合考虑稳定性与经济性的方法，提升了分布式能源地区的稳定性与经济性。

技术领域

本发明涉及泛微网区域控制技术领域，尤其是一种泛微网区域自治-协同控制系统及控制方法。

背景技术

近年来，以分布式清洁能源为主体的微电网系统得到了广泛关注。微电网主要是由分布式能源、储能设备和本地负载组成，其可以为关键位置提供能量，并能在配电系统故障期间提供能量支撑。然而，单个微电网工作容量较小、抗扰动性较差，并且网络中负荷具备多变性。因此，微电网在供电可靠性以及能源互补性方面存在一定的问题。

为解决上述问题，泛微网的概念应运而生，泛微网是指将处于邻近地理位置的储能系统、负荷、分布式电源等互联，从而形成微网群，既可以离网运行也可以并网运行。由于泛微网在控制结构上比微网复杂得多，因此必须对泛微网的能量交互和稳定运行实施控制。

目前在微电网的能量管理与控制技术方面已有相关研究成果，但是仍然存在一定的不足：(1)现有研究难以对泛微网系统形成统一的控制方法；(2)缺乏对高渗透率分布式能源并网情况下泛微网协同控制的研究；(3)储能设备虽然可以缓解新能源并网的不利影响，但其成本较高，现有研究难以给出合理配置方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种泛微网区域自治-协同控制系统及控制方法，能够在保证配电系统高效、安全、稳定运行的同时，提升配电系统运行的经济性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种泛微网区域自治-协同控制系统，包括：配电系统和微网智能单元；配电系统包括若干微网智能单元，每个微网智能单元包括若干微网。

优选的，微网包括本地负荷和新能源设备，本地负荷和新能源设备都接入微网；大量的新能源设备接入地区电网末端，能够在一定程度上减少本地负荷量峰值段时电力短缺造成的损失；但同时，新能源的大规模接入，其自然特征非常明显，随机性较大，受装机规模影响较大，装机规模较大的时候，本地负荷难以消纳，对地区电网的安全稳定运行带来重大影响。

相应的，一种泛微网区域自治-协同控制方法，包括如下步骤：

步骤1、微网智能单元根据K-means聚类算法对各微网的电压偏移、新能源消纳率以及微网间的距离三个信息对象聚类；

步骤2、配电系统向各微网智能单元分配相应的指令，利用指标权重法确定储能容量的最优配置函数，进行协同控制；

步骤3、微网智能单元利用K-means聚类算法确定储能的配置位置，同时利用人工鱼群算法得出储能容量，进行自治控制。

优选的，步骤1中，电压偏移ΔU_i为：

其中，P_Vi和Q_Vi为第i个微网智能单元中新能源设备发出的有功和无功功率，U_s为母线电压，P_Li、Q_Li分别为第i个微网智能单元中负荷的有功和无功功率，R_i、X_i分别为第i个微网智能单元中线路的电阻和电抗；

新能源消纳率P_i％为：

其中，P_Vu,i为第i个微网智能单元中已消纳的新能源功率；

微网间的距离D_i为：

D_i＝||L_i-M||