应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制方法及系统与流程

本发明属于交直流混联微网及互联变换器控制，尤其涉及应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制方法及系统。

背景技术：

1、交直流混联微网通过互联变换器进行功率调度，实现子微网间相互支撑、互为备用。在供电故障时利用互联变换器的功率传输特性可以对关键微网进行快速救援，维持其在应急状态下的供电。

2、发明人发现，现有针对互联变换器的控制方案多与子微网内的控制协同，以实现可调度发电单元的功率均衡，其中下垂控制依据分布式电源的下垂特性与本地采样信息对互联变换器进行控制，但并未考虑微网的优先等级，无法保证在应急救援场合关键微网的供电稳定性及电能质量。

3、发明人还发现，在互联变换器功率调度优化控制方面，已有方案建立了具有相同下垂系数的分布式发电单元的最优电力传输模型，通过pi控制器，通过调节子微网内的状态偏差，实现了全局偏差的最小化。

4、现有的互联变换器功率调度优化方案通过pi调节器跟踪给定功率参考值，动态响应速度较慢，且其最优电力传输模型将分布式发电节点的下垂特性等效为微网的下垂特性，这要求子微网内所有分布式发电单元具有相同的下垂系数。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提供了应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制方法及系统，考虑了分布式发电单元不同的下垂系数，建立了交直流混联微网最优功率调度模型；基于此模型，提出了用于互联变换器的功率控制策略，采用了功率自寻优控制器，求解得出最优功率传输值，无需pi调节器，具有更快的响应速度。

2、为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

3、本发明第一方面提供了应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制方法。

4、应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制方法，包括以下步骤：

5、综合考虑交直流混联微网中的交流微网下垂控制和直流微网下垂控制，得到交流频率与直流电压的等效下垂特性；

6、将交流频率与直流电压进行归一化处理，为交流微网与直流微网分配优先级系数，并考虑互联变换器对交直流混联微网内部的功率均衡，定义交直流混联微网的全局偏差指数；

7、求解使全局偏差指数最小时的互联变换器输出功率参考值；

8、计算互联变换器输出功率实际值，基于设计的下垂控制器实现互联变换器输出功率实际值对互联变换器输出功率参考值的跟踪。

9、本发明第二方面提供了应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制系统。

10、应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制系统，包括：

11、混联微网下垂特性生成模块，被配置为：综合考虑交直流混联微网中的交流微网下垂控制和直流微网下垂控制，得到交流频率与直流电压的等效下垂特性；

12、全局偏差指数定义模块，被配置为：将交流频率与直流电压进行归一化处理，为交流微网与直流微网分配优先级系数，并考虑互联变换器对交直流混联微网内部的功率均衡，定义交直流混联微网的全局偏差指数；

13、功率参考值求解模块，被配置为：求解使全局偏差指数最小时的互联变换器输出功率参考值；

14、功率参考值跟踪模块，被配置为：计算互联变换器输出功率实际值，基于设计的下垂控制器实现互联变换器输出功率实际值对互联变换器输出功率参考值的跟踪。

15、本发明第三方面提供了计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制方法中的步骤。

16、本发明第四方面提供了电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明第一方面所述的应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制方法中的步骤。

17、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

18、本发明提供了一种应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制方法及系统，考虑了分布式发电单元不同的下垂系数，并为交流微网与直流微网分配不同的优先级系数，定义了交直流混联微电网的全局偏差指数，求解使全局偏差指数最小时的互联变换器输出功率参考值，建立了交直流混联微网最优功率调度模型。最优功率调度模型考虑了微网内分布式节点的不同下垂系数，具有更广的应用范围；通过获取各分布式发电单元的最大传输功率及负荷数据实现了交直流混联微网的全局偏差最小化，在应急供电场景下，可以实现对关键微网的优先电力支撑。

19、本发明基于最优功率调度模型，提出了用于互联变换器的功率优化控制策略，采用了功率自寻优控制器，求解得出最优功率传输值，无需pi调节器，具有更快的响应速度。

20、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制方法，其特征在于，交流微网下垂控制表示为：

3.如权利要求2所述的应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制方法，其特征在于，直流微网下垂控制，表示为：

4.如权利要求3所述的应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制方法，其特征在于，将交流微网与直流微网内各个分布式发电单元的下垂方程进行组合，得到交流频率与直流电压的等效下垂特性：

5.如权利要求4所述的应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制方法，其特征在于，交直流混联微电网的全局偏差指数为：

6.如权利要求1所述的应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制方法，其特征在于，所述下垂控制器表示为：

7.如权利要求6所述的应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制方法，其特征在于：

8.应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制系统，其特征在于，包括：

9.计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制方法中的步骤。

10.电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制方法中的步骤。

技术总结本发明提出应急供电场景下交直流混联微网功率优化控制方法及系统，涉及交直流微网控制技术领域。包括获取交流频率与直流电压的等效下垂特性；为交流微网与直流微网分配优先级系数，并考虑互联变换器对交直流混联微网内部的功率均衡，定义交直流混联微网的全局偏差指数；求解使全局偏差指数最小时的互联变换器输出功率参考值；计算互联变换器输出功率实际值，实现互联变换器输出功率实际值对互联变换器输出功率参考值的跟踪。本发明考虑了分布式发电单元不同的下垂系数，建立了交直流混联微网最优功率调度模型；基于此模型，提出了用于互联变换器的功率控制策略，求解得出最优功率传输值，无需PI调节器，具有更快的响应速度。技术研发人员：刘朝章,许永刚,魏峰,李中原,宫梓超,王波,程中华受保护的技术使用者：国网山东省电力公司应急管理中心技术研发日：技术公布日：2024/11/4