一種基于分布式有限時間控制器的微電網(wǎng)功率分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)分配方法，尤其是涉及了一種基于分布式有限時間控制器的 微電網(wǎng)功率分配方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 具有儲量豐富、清潔高效、地理分散等特性的、基于可再生能源(如太陽能光伏、風(fēng) 力發(fā)電等)的分布式電源在微電網(wǎng)中的滲透率逐漸增加。然而，這些電源輸出功率的波動性 導(dǎo)致微電網(wǎng)功率分配問題變得十分復(fù)雜，即如何有效控制每一臺電源的輸出功率，使得所 有電源輸出的總功率滿足微電網(wǎng)要求。微電網(wǎng)功率分配是微電網(wǎng)研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)問題和關(guān) 鍵問題。功率能否保持有效分配，即微電網(wǎng)內(nèi)部所有電源輸出總功率能否滿足調(diào)度要求，決 定了微電網(wǎng)能否穩(wěn)定、高效運(yùn)行。
[0003] 功率分配的本質(zhì)是保證下式成立：
[0005] 其中，Pi為第i個電源輸出的有功功率，Pimax為第i個電源輸出的有功功率的最大 值，i = l，2,…，n，n為微電網(wǎng)內(nèi)部電源的數(shù)量。上式為微電網(wǎng)功率分配的目標(biāo)，也是電源分 布式控制的重要理論依據(jù)。
[0006] 實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)功率分配的控制，現(xiàn)有的方法一般均采用微電網(wǎng)控制中心實(shí)時采集所 有電源輸出功率的總和，通過集中式控制方法控制每一臺電源輸出功率的大小。然而，電源 的地理分散特性，使得構(gòu)建這樣一個便于微電網(wǎng)控制中心采集數(shù)據(jù)的通信網(wǎng)絡(luò)變得非常復(fù) 雜，而且成本較高、可靠性較低。此外，這些電源輸出功率的波動性也影響著微電網(wǎng)功率分 配的可靠性。因此傳統(tǒng)的集中式控制方法已無法實(shí)現(xiàn)對實(shí)際微電網(wǎng)功率分配的可靠控制， 這也是傳統(tǒng)控制方法在實(shí)際工程中控制效果不夠理想、難以實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)功率分配的主要原 因。尋找一種不依賴于復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)、能夠提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、抑制分布式電源輸出功 率波動性的功率分配方法，以代替現(xiàn)有的功率分配方法，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)功率的有效分配，便成 為了目前亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決上述問題，本發(fā)明提出一種基于分布式有限時間控制器的微電網(wǎng)功率分配 方法。本發(fā)明針對含有分布式電源的微電網(wǎng)，基于分布式網(wǎng)絡(luò)控制方法，建立電源輸出功率 的分配方法。
[0008] 以達(dá)到提高通信系統(tǒng)可靠性、實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)功率高效分配的目的。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案采用如下步驟，如圖1所示：
[0010] 1)對微電網(wǎng)有功功率的參考值與實(shí)際值經(jīng)過非線性積分控制器處理得到所有電 源的有功功率利用率的參考值；
[0011] 2)建立連接微電網(wǎng)內(nèi)部所有電源的通信網(wǎng)絡(luò)；
[0012] 3)利用分布式有限時間控制器控制每一臺電源，使所有電源的有功功率利用率的 實(shí)際值趨近于參考值。
[0013] 所述步驟1)中的所有電源的有功功率利用率的參考值通過以下公式的非線性積 分控制器得到：
[0015] 其中，Ylrrf為所有電源輸出的有功功率利用率的參考值，Praf為微電網(wǎng)內(nèi)部所有電 源輸出的有功功率的參考值，P為微電網(wǎng)內(nèi)部所有電源輸出的有功功率的實(shí)際值，K 1為積分 系數(shù)，t表示時間，λΕ [-1，1]為可調(diào)積分系數(shù)。
[0016] 所述步驟2)中的連接微電網(wǎng)內(nèi)部所有電源的通信網(wǎng)絡(luò)表示為:對于微電網(wǎng)內(nèi)部的 每一個電源，將該電源通過通信線路與其距離最近的其他一個或者多個電源連接，將微電 網(wǎng)內(nèi)部所有電源連接形成通信網(wǎng)絡(luò)。
[0017] 所述步驟2)中的連接微電網(wǎng)內(nèi)部所有電源的通信網(wǎng)絡(luò)表示為：
[0019]其中，D為鄰接矩陣，η代表微電網(wǎng)內(nèi)部電源的數(shù)量，dij為鄰接矩陣權(quán)值，0〈屯〈1表 示第j個電源與第i個電源相連接，連接的強(qiáng)弱取決于具體數(shù)值，距離越大數(shù)值越小，Cllj = O 表示第j個電源不與第i個電源相連接，i和j均代表微電網(wǎng)內(nèi)部電源的序數(shù)，i，j = l，2···，!!。 [0020]所述的步驟3)中的有限時間控制器的表達(dá)式為：
[0022]其中，m為第i個電源的分布式有限時間控制器，屯為鄰接矩陣權(quán)值，γι為第i個 電源輸出的有功功率利用率的實(shí)際值，Ylrrf為所有電源輸出的有功功率利用率的參考值， sign( ·)為符號函數(shù)，K為收斂增益。
[0023]本發(fā)明的有益效果是：
[0024] 本發(fā)明利用有功功率利用率的參考值進(jìn)行微電網(wǎng)內(nèi)部電源的功率分配，建立的通 信網(wǎng)絡(luò)避免了微電網(wǎng)控制中心對于功率采集、分配的不利影響；其分布式有限時間控制器 能讓每一個電源都掌握所有電源輸出的有功功率利用率的實(shí)時信息，能避免使用微電網(wǎng)控 制中心，具有速度快、控制精度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0025] 由此，本發(fā)明提高微電網(wǎng)的有功功率分配能力，消除通信網(wǎng)絡(luò)的故障對微電網(wǎng)穩(wěn) 定運(yùn)行的干擾，消除傳統(tǒng)的微電網(wǎng)控制中心對于微電網(wǎng)可靠性的影響；加快分布式電源輸 出有功功率的收斂時間，提高微電網(wǎng)的動態(tài)性能。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明方法的控制流程邏輯圖。
[0027] 圖2為實(shí)施例所有電源輸出功率的參考值和實(shí)際值。
[0028] 圖3為實(shí)施例每一臺電源輸出的有功功率。
[0029 ]圖4為實(shí)施例每一臺電源輸出的有功功率利用率的實(shí)際值。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0031] 本發(fā)明的步驟1)微電網(wǎng)有功功率的參考值由調(diào)度中心下發(fā)，微電網(wǎng)有功功率的實(shí) 際值可以在公共耦合點(diǎn)處通過功率檢測裝置檢測得到，二者之差經(jīng)過非線性積分控制器即 可得到所有電源的有功功率利用率的參考值，利用該有功功率利用率的參考值進(jìn)行微電網(wǎng) 內(nèi)部電源的功率分配。
[0032] 本發(fā)明的步驟2)建立連接微電網(wǎng)內(nèi)部所有電源的通信網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)是典型的分布 通信網(wǎng)絡(luò)，即該網(wǎng)絡(luò)中沒有電源監(jiān)控中心，鄰近的電源之間通過通信線路直接相連，每一臺 電源輸出的有功功率利用率在各個電源之間相互傳遞，避免微電網(wǎng)控制中心對于功率采 集、分配的不利影響。
[0033] 本發(fā)明的步驟3)借助建立的連接微電網(wǎng)內(nèi)部所有電源的通信網(wǎng)絡(luò)，利用分布式有 限時間控制器實(shí)時控制所有電源輸出的有功功率利用率，該分布式有限時間控制器采用先 進(jìn)的分布式網(wǎng)絡(luò)控制理論，能讓每一個電源都可以掌握所