[发明专利]一种考虑三相不平衡度约束的多微电网黑启动方法

摘要

本发明公开了一种考虑三相不平衡度约束的多微电网黑启动方法。多微网作为结构及控制模式更加复杂的微电网群落，研究安全有效地黑启动以进入正常运行状态对提高供电可靠性具有重要意义。在分析含单三相复合混联的多微网结构及控制系统基础上，为使主电源高效运行，提出一种考虑三相不平衡度约束的多微电网黑启动方法，通过选择考虑源荷网条件的储能系统作为黑启动主电源，以分散‑集中方式实现多微网的源荷网恢复。所提方法经验证有效可靠，可为多微网黑启动恢复提供一定的借鉴意义。

主权项

1.一种考虑三相不平衡度约束的多微电网黑启动方法，其特征在于，该方法包含分散式子微网恢复和集中式多微网协调恢复两部分，具体包括如下步骤：(a)多微网控制器先进行基于双向数据传送的单三相多微网状态监视和拓扑识别，提供网络内微源和负荷的功率、设备投入状态的信息；(b)多微网控制器进行黑启动主电源的选择，并以主电源所处的子微网作为主微网，除主微网外的其他子微网作为从微网，三相主微网以三相储能作为主电源进行串行恢复；三相主微电网的子微网控制器工作在离网控制状态，多微网进行网架恢复，将子微网的并/离网开关闭合；(c)分散式恢复阶段开始，单相子微网控制器设置为并网运行状态，并网调度值设置0，三相主微网控制器则处于离网运行状态以调节微网内部的功率平衡；子微网分散式恢复阶段包括如下步骤：(1)多微网中央控制器进行拓扑分析，并统计未投入设备，并形成未投入设备集Ceqm；其中未投入设备数目为j＝jpv+jbs+jld，j表示未投入设备数目，jpv表示未投入光伏数目，jbs表示未投入储能数目，jld表示未投入负荷数目；(2)计算设备集C_eqm中每一个设备单独投入后的微网运行裕度和微网稳定裕度K_pMGi，取设备E_KpMGimax进入步骤(3)判断；其中，E_KpMGimax表示微网稳定裕度K_pMGi最大时对应的设备，其中E_KpMGimax∈C_eqm；微网i运行裕度用于描述子微网i黑启动过程中的运行裕度；当微网稳定时，表示微网i具有正值的有功出力调整裕度，以应对负荷增加和电源出力减少的情况；表示微网i具有负值的有功出力调整裕度，以应对负荷减少和电源出力增加的情况；微网稳定裕度指标K_pMGi的计算如下式所示，K_pMGi表示微网i的功率调整裕度，可衡量微网的稳定性，K_pMGi越大，其稳定性越好，(3)判断循环结束条件，即j＝0，若满足则子微网分散式源荷恢复流程结束，否则进入步骤(4)判断；(4)判断是否满足下式，满足则进入步骤(5)，否则进入步骤(6)；(5)投入步骤(2)中使得KpMGi最大的设备，并将其从设备集Ceqm排除，j＝j‑1，返回步骤(2)；(6)不投入设备，并将步骤(2)中使得KpMGi最大的设备从设备集Ceqm排除，j＝j‑1，返回步骤(2)；(d)分散式恢复阶段完成后，多微网控制器进行集中式协调恢复，多微网控制器通过子微网特征值进行聚类分析，通过调节同类子微网网群内各子微网的联络线功率维持多微网的三相不平衡度约束和集中式负荷恢复；所述集中式协调恢复包括如下步骤：(1)多微网中央控制器读取各子微网中央控制器信息，形成各相未投入负荷集CLda、CLdb、CLdc；其中CLda、CLdb、CLdc分别表示所有A、B、C相子微网未投入负荷集；(2)基于各相未投入负荷集CLda、CLdb、CLdc，形成集中恢复方案集Cproj；其中，projx表示一种负荷投入方案，projx∈Cproj，projx＝{Pax,Pbx,Pcx}，x＝1,2,…,k；(3)针对其中第x种集中恢复方案projx，以储能出力总量最小为目标，以三相不平衡度约束、光伏出力上下限约束和储能出力上下限约束作为约束，求解projx情况下的光伏出力增量和储能出力增量，形成第x种集中恢复方案projx对应的出力增量方案poutx，其中poutx＝{Pbs1,x,Ppv1,x,…}，其数学模型如下式所示；自x＝1,2,…,k演算，形成光伏储能出力增量集Cpout，poutx∈Cpout,poutx＝{Pbs1,x,Ppv1,x,…}；其中Pnet,a、Pnet,b、Pnet,c分别是各相微电网的联络线功率；Pbsx,u表示储能u的出力增量，其中u∈U，U表示已投入的储能集合，Pmaxbsx,u、Pminbsx,u分别表示储能u的出力增量上下限值；Ppvx,r表示光伏r的出力增量，其中r∈R，R表示已投入的出力增量集合，Pmaxpvx,r、Pminpvx,r分别表示光伏r的出力增量上下限值；(4)Cproj内元素Cproj{k}按负荷恢复总量由小到大排序，更新Cproj，依照Cproj对应的顺序，更新Cpout；(5)根据下式判断在Cproj{k}出力情况下，各相微网需三相微网支撑的总出力是否在三相微网可支撑的范围内；∑(Cproj{k})‑∑(Cpout{k})≤∑Prem,3p,bs+∑Prem,3p,pv；若是，则根据Cproj{k}进行负荷恢复，单相微网储能和光伏根据Cpout{k}调整出力，三相微网则遵从光伏优先出力、主储能辅助出力的原则调整出力，完成后进入步骤(7)；若否，则进入步骤(6)；其中，∑(Cproj{k})表示Cproj{k}出力情况下投入的总负荷量，∑(Cpout{k})各单相光伏、储能总出力增量，∑Prem,3p,bs表示三相微网储能剩余可投入容量，∑Prem,3p,pv表示三相微网光伏剩余可投入容量；(6)从Cproj排除方案Cproj{k}，从Cpout排除方案Cpout{k}，k＝k‑1,并返回步骤(5)；(7)集中式恢复阶段结束，多微网中央控制器进入离网运行控制模式。