【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于交流微電網二次控制領域，更具體地，涉及基于電壓無功混合誤差的孤島微電網的二次控制方法及系統。
技術介紹
1、隨著風能、太陽能等可再生能源在電網中所占比例不斷增加，傳統的中央化電網難以完全適應其變化。微電網系統是綜合利用各種分布式能源的新型組網形式，其將分布式電源、負荷、儲能單元以及控制裝置等有機的結合起來，形成一個獨立可控的系統，與大電網互為補充。其中的分布式電源通過逆變器與總線進行電壓及功率的交互。
2、微電網對大電網表現為單一受控源，克服了傳統分布式發電的能量隨機波動，滿足了用戶對電能質量的要求，具有重要的研究意義。根據微電網母線電壓的性質，可將其分為直流微電網、交流微電網和交直流混合微電網。由于交流微電網與大電網同屬交流電范疇，且在運行和控制上與常規配電網有很大的相似性，因此當前微電網研究的重點仍然是交流微電網。在孤島微電網中，實現總線電壓和頻率調節，以及各分布式電源輸出無功和有功功率的按比例分配是一個非常重要的問題。
3、傳統的下垂控制能夠實現分布式電源間的功率分配，但會導致總線電壓和頻率的偏移，無法保證負載的正常運行。
技術實現思路
1、針對現有技術的缺陷和改進需求，本專利技術提供了基于電壓無功混合誤差的孤島微電網的二次控制方法及系統，其目的在于，在實現分布式電源間功率按比例分配的同時，補償總線電壓和頻率的偏移，以保證負載的正常運行。
2、為實現上述目的，按照本專利技術的一個方面，提供了一種基于電壓無功混合誤差的孤島微電網
3、從孤島微電網的通信網絡中獲取當前控制對象內各逆變器實時上傳的狀態數據量化值，并獲取總線電壓vbus；狀態數據量化值包括量化后的逆變器的有功功率、無功功率和頻率；
4、對于第i個逆變器，分別計算其電壓無功混合誤差和頻率有功混合誤差并按照計算電壓控制信號和頻率控制信號i＝1、2……n，n表示當前控制對象內逆變器的總數；
5、按照計算第i個逆變器的參考電壓和參考頻率后進行雙閉環pi控制，得到用于控制第i個逆變器的pwm信號，并作用于第i個逆變器，實現二次控制；
6、其中，包括總線電壓vbus與總線電壓額定值v*間的誤差以及第i個逆變器與其各鄰居節點的無功功率間的誤差；包括第i個逆變器的頻率wi與頻率額定值w*間的誤差以及有功功率間的誤差；pi表示第i個逆變器的有功功率，mi表示第i個逆變器的有功下垂系數；表示頻率耦合增益，表示第i個逆變器與其各鄰居節點間的頻率差值；第i個逆變器的鄰居節點表示能通過通信網絡與第i個逆變器直接通信的逆變器節點。
7、進一步地，通信網絡為包含m+1個節點的無向圖，其中的m+1個節點分別對應孤島微電網中的m個逆變器以及一個領導節點；領導節點與第i個逆變器的固定增益為gi，若領導節點和第i個逆變器之間有通信鏈路，則gi>0，否則，gi＝0；若第j個逆變器能向第i個逆變器傳輸信息，則在相應的節點對之間存在一條邊，邊權重為aij>0，否則，在相應的節點對之間不存在邊，邊權重為aij＝0；表示通信網絡中第i個逆變器對應的節點的鄰居節點集合；
8、并且，
9、
10、ev＝vbus-v*
11、
12、其中，αi＝cvigi，表示電壓耦合增益；qi和qj分別表示第i個逆變器和第j個逆變器的無功功率，q(qi)和q(qj)分別表示qi和qj的量化值，ni和nj分別表示第i個逆變器和第j個逆變器的無功下垂系數。
13、進一步地，
14、
15、其中，表示頻率耦合增益；pj表示第j個逆變器的有功功率，q(pi)和q(pj)分別表示pi和pj的量化值，mi和mj分別表示第i個逆變器和第j個逆變器的有功下垂系數。
16、進一步地，
17、其中，wj表示第j個逆變器的頻率，q(wi)和q(wj)分別表示wi和wj的量化值。
18、進一步地，狀態數據量化采用的量化方式為均勻量化。
19、按照本專利技術的又一個方面，提供了一種基于電壓無功混合誤差的孤島微電網的二次控制器，包括：控制模塊和nbus個分布式二次調控裝置；nbus為孤島微電網中的總線數量；
20、控制模塊，用于將孤島微電網中每條總線及總線所連接的逆變器劃分為一個控制對象，共得到nbus個控制對象；
21、nbus個分布式二次調控裝置，分別用于對nbus個控制對象執行分布式二次調控；
22、分布式二次調控裝置包括：通信模塊、分布式控制模塊、電壓頻率控制模塊以及雙閉環pi控制模塊；
23、通信模塊，用于從孤島微電網的通信網絡中獲取當前控制對象內各逆變器實時上傳的狀態數據量化值，并獲取總線電壓vbus；狀態數據量化值包括量化后的逆變器的有功功率、無功功率和頻率；
24、分布式控制模塊，用于計算當前控制對象內各逆變器的電壓控制信號和頻率控制信號；對于第i個逆變器，其電壓控制信號和頻率控制信號分別為和分別表示第i個逆變器的電壓無功混合誤差和頻率有功混合誤差；包括總線電壓vbus與總線電壓額定值v*間的誤差以及第i個逆變器與其各鄰居節點的無功功率間的誤差；包括第i個逆變器的頻率wi與頻率額定值w*間的誤差以及有功功率間的誤差；表示頻率耦合增益，表示第i個逆變器與其各鄰居節點間的頻率差值；第i個逆變器的鄰居節點表示能通過通信網絡向第i個逆變器傳輸信息的逆變器；
25、電壓頻率控制模塊，用于計算當前控制對象內各逆變器的參考電壓和參考頻率；對于第i個逆變器，其參考電壓和參考頻率分別為pi表示第i個逆變器的有功功率，mi表示第i個逆變器的有功下垂系數；
26、雙閉環pi控制模塊，用于根據各逆變器的參考電壓和參考頻率進行雙閉環控制，得到各逆變器的pwm信號，并作用于相應的逆變器，實現二次控制。
27、進一步地，通信網絡為包含m+1個節點的無向圖，其中的m+1個節點分別對應孤島微電網中的m個逆變器以及一個領導節點；領導節點與第i個逆變器的固定增益為gi，若領導節點和第i個逆變器之間有通信鏈路，則gi>0，否則，gi＝0；若第j個逆變器能向第i個逆變器傳輸信息，說明第j個逆變器與第i個逆變器之間存在通信鏈路，則在相應的節點對之間存在一條邊，邊權重為aij>0，否則，在相應的節點對之間不存在邊，邊權重為aij＝0；表示通信網絡中第i個逆變器對應的節點的鄰居節點集合；
28、并且，對于第i個逆變器，其分布式二次調控裝置中，分布式控制模塊包括：電壓控制器和頻率控制器；
29、電壓控制器包括：
30、電壓誤差計算單元，其第一輸入端用于接收總線電壓額定值v*，其第二輸入端用于接收總線電壓vbus，其用于將v*與vbus作差，得到電壓本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于電壓無功混合誤差的孤島微電網的二次控制方法，其特征在于，包括：將所述孤島微電網中每條總線及總線所連接的逆變器劃分為一個控制對象，分別對各控制對象執行分布式二次調控；所述分布式二次調控包括：
2.如權利要求1所述的基于電壓無功混合誤差的孤島微電網的二次控制方法，其特征在于，所述通信網絡為包含M+1個節點的無向圖，其中的M+1個節點分別對應所述孤島微電網中的M個逆變器以及一個領導節點；領導節點與第i個逆變器的固定增益為gi，若領導節點和第i個逆變器之間有通信鏈路，則gi>0，否則，gi＝0；若第j個逆變器能向第i個逆變器傳輸信息，則在相應的節點對之間存在一條邊，邊權重為aij>0，否則，在相應的節點對之間不存在邊，邊權重為aij＝0；表示所述通信網絡中第i個逆變器對應的節點的鄰居節點集合；
3.如權利要求2所述的基于電壓無功混合誤差的孤島微電網的二次控制方法，其特征在于，
4.如權利要求3所述的基于電壓無功混合誤差的孤島微電網的二次控制方法，其特征在于，
5.如權利要求1～3任一項所述的基于電壓無功混合誤差的孤島
6.一種基于電壓無功混合誤差的孤島微電網的二次控制器，其特征在于，包括：控制模塊和Nbus個分布式二次調控裝置；Nbus為所述孤島微電網中的總線數量；
7.如權利要求6所述的基于電壓無功混合誤差的孤島微電網的二次控制器，其特征在于，所述通信網絡為包含M+1個節點的無向圖，其中的M+1個節點分別對應所述孤島微電網中的M個逆變器以及一個領導節點；領導節點與第i個逆變器的固定增益為gi，若領導節點和第i個逆變器之間有通信鏈路，則gi>0，否則，gi＝0；若第j個逆變器能向第i個逆變器傳輸信息，則在相應的節點對之間存在一條邊，邊權重為aij>0，否則，在相應的節點對之間不存在邊，邊權重為aij＝0；表示所述通信網絡中第i個逆變器對應的節點的鄰居節點集合；
8.一種孤島微電網系統，其特征在于，包括：孤島微電網，以及權利要求6或7所述的基于電壓無功混合誤差的孤島微電網的二次控制器。
...【技術特征摘要】
1.一種基于電壓無功混合誤差的孤島微電網的二次控制方法，其特征在于，包括：將所述孤島微電網中每條總線及總線所連接的逆變器劃分為一個控制對象，分別對各控制對象執行分布式二次調控；所述分布式二次調控包括：
2.如權利要求1所述的基于電壓無功混合誤差的孤島微電網的二次控制方法，其特征在于，所述通信網絡為包含m+1個節點的無向圖，其中的m+1個節點分別對應所述孤島微電網中的m個逆變器以及一個領導節點；領導節點與第i個逆變器的固定增益為gi，若領導節點和第i個逆變器之間有通信鏈路，則gi>0，否則，gi＝0；若第j個逆變器能向第i個逆變器傳輸信息，則在相應的節點對之間存在一條邊，邊權重為aij>0，否則，在相應的節點對之間不存在邊，邊權重為aij＝0；表示所述通信網絡中第i個逆變器對應的節點的鄰居節點集合；
3.如權利要求2所述的基于電壓無功混合誤差的孤島微電網的二次控制方法，其特征在于，
4.如權利要求3所述的基于電壓無功混合誤差的孤島微電網的二次控制方法，其特征在于，
5.如權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉驍康，熊紫怡，王燕舞，肖江文，
申請(專利權)人：華中科技大學，
類型：發明
國別省市：
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