[发明专利]独立微电网虚拟惯量最优配置方法、装置、设备和介质

权利要求书

1.一种独立微电网虚拟惯量最优配置方法，其特征在于，包括含非线性约束的独立微电网最优惯量配置部分和基于拉丁超立方采样的快速频率指标评估部分；

所述含非线性约束的独立微电网最优惯量配置部分是以可再生能源减载量、储能充放电量及相关参数为优化变量，构建计及独立微电网暂态频率非线性约束的虚拟惯量优化配置模型，求解所述虚拟惯量优化配置模型，获得独立微电网最优惯量配置方案；所述基于拉丁超立方采样的快速频率指标评估部分是对独立微电网的频率动态响应模型进行拉丁超立方采样，获取影响频率动态响应的关联参数，继而拟合关联参数与独立微电网最大频率变化率及频率最低点的关系函数，从而快速评估频率指标。

2.根据权利要求1所述的独立微电网虚拟惯量最优配置方法，其特征在于，所述含非线性约束的独立微电网最优惯量配置部分包括以下步骤：

根据独立微电网内可再生能源、储能系统配置容量及负荷历史数据，评估具有独立微电网惯量支撑与一次调频能力的可再生能源与储能系统；

以可再生能源减载量、储能充放电量及相关参数为优化变量，考虑独立微电网暂态频率非线性约束，构建含微电网暂态频率非线性约束的虚拟惯量优化配置模型；

将虚拟惯量优化配置模型转化为主从双层优化问题，其中，主问题为混合整数线性规划问题，从问题为暂态频率指标评估问题；

通过主从问题的迭代计算及评估，求解所述虚拟惯量优化配置模型，获得独立微电网最优惯量配置方案。

3.根据权利要求2所述的独立微电网虚拟惯量最优配置方法，其特征在于，所述从问题基于拉丁超立方采样的快速频率指标评估部分进行评估，包括以下步骤：

根据独立微电网的配置、网架结构、变流器的控制策略，构建独立微电网的全阶小信号频率响应模型：Δω＝Ax+BΔP_L，系统状态转移矩阵A和B包含了微电网各相关参数，

状态变量x包含了独立微电网内的各状态变量，Δω为频率变化量，ΔP_L为功率扰动量；采用拉丁超立方采样技术，对状态转移矩阵A和B中的相关参数进行采样，并根据采样值计算在功率扰动量ΔP_L下的最大频率变化率RoCoF_max及频率最低点ω_nadir，通过相关性分析获取影响最大频率变化率RoCoF_max及频率最低点ω_nadir的关联参数；

基于关联参数将独立微电网的最大频率变化率及频率最低点分别写成：ω_nadir＝f(C，ΔP_L)，RoCoF_max＝g(D，ΔP_L)的形式，其中，C，D为包含了关联参数的关联参数矩阵，并根据计算值拟合函数f和g；

基于拟合函数，将功率扰动量作为输入，查表计算当前惯量分配方案下独立微电网系统频率的最低点及系统频率变化率最大值，快速评估所述虚拟惯量优化配置模型中暂态频率指标约束是否满足条件。

4.根据权利要求3所述的独立微电网虚拟惯量最优配置方法，其特征在于，所述关联参数矩阵中的关联参数包括分布式电源的惯性时间常数元素和一次调频系数元素，所述分布式电源的惯性时间常数元素和一次调频系数元素计算公式为：

其中，H_Ri和H_Bi分别为可再生能源和储能系统的惯性时间常数，S_Bi为分布式电源的变流器的容量，Q_Bi为储能系统的变流器的输出无功功率，RoCoF_{max_sys}为独立微电网能够维持稳定运行的最大频率变化率，ω_min为独立微电网能够维持稳定运行的最小频率，ω_n为独立微电网的额定频率；P_Ri和P_Bi分别为可再生能源最大出力和储能系统有功出力；δ_i为可再生能源的出力减载比例；R_Ri和R_Bi分别为可再生能源及储能系统的虚拟一次调频系数。