專利名稱：一種基于饋線控制誤差的協(xié)調控制系統(tǒng)及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)領域對于配電網(wǎng)中并網(wǎng)接入的分布式電源(DG,DistributedGeneration)、儲能系統(tǒng)(ESS, Energy Storage System)協(xié)調運行控制技術,尤其涉及一種基于饋線控制誤差(FCE, Feeder Control Error)的協(xié)調控制系統(tǒng)及其方法。
背景技術：
在接入分布式電源(DG, Distributed Generation)、儲能裝置后，配電網(wǎng)具備了一定的主動調節(jié)、優(yōu)化負荷的能力，可再生能源具有間歇性或波動性等特點，限制了 DG的并網(wǎng)運行，需要對DG的控制、調度進行協(xié)調。對配電網(wǎng)及并網(wǎng)DG、儲能的主動管理能夠提高DG的并網(wǎng)數(shù)量與運行效益。具有主動管理能力的配電網(wǎng)為主動配電網(wǎng)(ADN，ActiveDistribution Network),其主要特點是能夠主動地對并網(wǎng)DG、儲能、無功補償?shù)仍O備的運行進行優(yōu)化與控制。ADN優(yōu)化控制一般分為全局優(yōu)化計算和DG、儲能、微網(wǎng)的實時控制兩部分。目前，在全局優(yōu)化計算與實時控制方面，均有較多的研究。如改進的基于Ρ-f與Q-V下垂控制的控制策略、儲能與間歇式能源協(xié)調控制以抑制DG功率波動等實時控制；以及基于儲能削峰填谷功能的經(jīng)濟運行優(yōu)化和儲能最優(yōu)調度、冷熱電聯(lián)供運行策略優(yōu)化、考慮線損、電能成本、無功補償成本等因素的主動配電網(wǎng)運行優(yōu)化。然而，要想實現(xiàn)ADN的主動優(yōu)化與控制，須同時兼顧全局優(yōu)化與局部自治控制的要求。主動配電網(wǎng)全局優(yōu)化根據(jù)電網(wǎng)全局信息計算各DG、儲能系統(tǒng)及配電網(wǎng)最優(yōu)運行狀態(tài)。根據(jù)優(yōu)化算法的復雜度、處理數(shù)據(jù)量的大小，全局優(yōu)化一般以某一時間長度為周期進行計算，無法滿足DG、儲能控制系統(tǒng)對響應速度的要求；主動配電網(wǎng)全局優(yōu)化計算一般采用負荷預測、間歇式能源功率預測或歷史數(shù)據(jù)，與實際運行中的實測數(shù)據(jù)會有一定的差異，給DG、儲能系統(tǒng)的優(yōu)化效果帶來不利影響。因此，為了使分布式電源、儲能系統(tǒng)在優(yōu)化系統(tǒng)的基礎上，進一步減少預測值與實測值的差異帶來的影響，提出一種基于饋線控制誤差的協(xié)調控制系統(tǒng)及其方法已為急需。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明旨在提供一種能夠進一步減小分布式電源、儲能系統(tǒng)在優(yōu)化系統(tǒng)的基礎上，進一步減少預測值與實測值的差異帶來影響的一種基于饋線控制誤差的協(xié)調控制系統(tǒng)及其方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種饋線控制誤差的協(xié)調控制系統(tǒng)及其方法，其中，基于饋線控制誤差的協(xié)調控制系統(tǒng)包括電網(wǎng)一次系統(tǒng)和協(xié)調控制系統(tǒng)；其中，所述電網(wǎng)一次系統(tǒng)包括負荷、分布式電源、儲能系統(tǒng)和可再生能源；協(xié)調控制系統(tǒng)根據(jù)交換功率目標值及實時采集的實測值計算交換功率誤差，并根據(jù)DG、ESS輸出功率的目標值與輸出功率實測值計算DG、ESS運行誤差，從而根據(jù)FCE計算公式計算得出DG、ESS的饋線控制誤差值，并根據(jù)FCE控制方程，對DG、ESS的饋線控制誤差值進行積分，計算出DG、ESS在FCE協(xié)調控制下的功率控制值，根據(jù)計算出的功率控制值協(xié)調控制各分布式電源與儲能系統(tǒng)，使其實際運行狀態(tài)趨近于目標優(yōu)化運行狀態(tài)。較佳地，所述交換功率誤差為主動配電網(wǎng)與外電網(wǎng)交換功率的實測值與優(yōu)化計算得到的目標值之差；其計算公式為ape.e =pe.c-pe.s，其中，λρε.ε 為主動配電網(wǎng)與外電網(wǎng)交換功率誤差，所述PE.S為主動配電網(wǎng)與外電網(wǎng)交換功率的目標值，所述PE.C為實際運行中主動配電網(wǎng)與外電網(wǎng)交換功率的實測值，且所述PE.C、PE.S均以注入主動配電網(wǎng)的方向為正。較佳地，所述DG、儲能系統(tǒng)運行誤差為DG、儲能系統(tǒng)輸出功率實測值與優(yōu)化計算得到的目標值之差；其計算公式為APita=PiJis，其中，所述Pu為分布式電源、儲能系統(tǒng)的輸出功率的實測值，所述Pu為分布式電源、儲能系統(tǒng)的最優(yōu)輸出功率值，且P1.e、P1.s均以流出主動配電網(wǎng)的方向為正。較佳地，所述饋線控制誤差為交換功率誤差與DG、儲能系統(tǒng)運行誤差的加權和；
即饋線控制誤差
權利要求
1.一種基于饋線控制誤差的協(xié)調控制系統(tǒng)，其特征在于，包括電網(wǎng)一次系統(tǒng)、協(xié)調控制系統(tǒng)； 其中，所述電網(wǎng)一次系統(tǒng)包括負荷、分布式電源、儲能系統(tǒng)和可再生能源； 所述協(xié)調控制系統(tǒng)根據(jù)主動配電網(wǎng)與外電網(wǎng)交換功率的目標值以及實時采集的交換功率實測值計算交換功率誤差，并根據(jù)分布式電源、儲能系統(tǒng)的輸出功率目標值與分布式電源、儲能系統(tǒng)的輸出功率實測值計算分布式電源、儲能系統(tǒng)的運行誤差，從而根據(jù)饋線控制誤差的計算公式計算出分布式電源、儲能系統(tǒng)的饋線控制誤差值，并根據(jù)饋線控制誤差的控制方程，對分布式電源、儲能系統(tǒng)的饋線控制誤差值進行積分，計算出分布式電源、儲能系統(tǒng)在饋線控制誤差協(xié)調控制下的功率控制值，根據(jù)計算出的功率控制值協(xié)調控制各分布式電源與儲能系統(tǒng)，使其實際運行狀態(tài)趨近于目標優(yōu)化運行狀態(tài)。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于饋線控制誤差的協(xié)調控制系統(tǒng)，其特征在于，所述交換功率誤差為主動配電網(wǎng)與外電網(wǎng)交換功率的實測值與交換功率目標值之差；其計算公式為: ΔP.EErr=PE.C-PE.S 其中，ΔΡΕ.Ειτ表不主動配電網(wǎng)與外電網(wǎng)的交換功率誤差，Pe s表不主動配電網(wǎng)與外電網(wǎng)交換功率的目標值，Pe s為實際運行中主動配電網(wǎng)與外電網(wǎng)交換功率實測值，且所述Pe s、PE.c均以注入主動配電網(wǎng)的方向為正。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于饋線控制誤差的協(xié)調控制系統(tǒng)，其特征在于，所述分布式電源、儲能系統(tǒng)運行誤差為分布式電源、儲能系統(tǒng)輸出功率實測值與輸出功率目標值之差；其計算公式為: A P1.Err_P1.C_P1.S, 其中，APi to表示分布式電源、儲能系統(tǒng)運行誤差，P。為分布式電源、儲能系統(tǒng)的輸出功率實測值，Pu為分布式電源、儲能系統(tǒng)的輸出功率目標值，且P1.pP1.s均以流出主動配電網(wǎng)的方向為正。
4.根據(jù)權利要求3所述的基于饋線控制誤差的協(xié)調控制系統(tǒng)，其特征在于，所述饋線控制誤差為交換功率誤差與分布式電源、儲能系統(tǒng)運行誤差的加權和；其計算公式為:
5.根據(jù)權利要求4所述的基于饋線控制誤差的協(xié)調控制系統(tǒng)，其特征在于，所述FCE控制方程為所述饋線控制誤差的積分，其計算公式為:
6.根據(jù)權利要求5所述的基于饋線控制誤差的協(xié)調控制系統(tǒng)，其特征在于，當主動配電網(wǎng)出現(xiàn)計劃外的負荷變化時，饋線控制誤差指標綜合描述了主動配電網(wǎng)整體運行狀態(tài)以及分布式電源、儲能系統(tǒng)的運行狀態(tài)，使分布式電源、儲能系統(tǒng)在各自最優(yōu)輸出功率值的基礎上，根據(jù)功率調節(jié)分配系數(shù)調節(jié)輸出功率，從而共同平衡計劃外的負荷變化。
7.一種基于饋線控制誤差的協(xié)調控制方法，利用如權利要求6所述的基于饋線控制誤差的協(xié)調控制系統(tǒng)進行協(xié)調控制，其特征在于，該方法包括如下步驟: 1)根據(jù)負荷與可再生能源預測、分布式電源與儲能系統(tǒng)參數(shù)，以及實際運行的實測值，得出主動配電網(wǎng)與外電網(wǎng)交換功率和分布式電源、儲能系統(tǒng)輸出功率的目標值； 2)協(xié)調控制系統(tǒng)根據(jù)交換功率的實測值與目標值計算交換功率誤差； 3)協(xié)調控制系統(tǒng)根據(jù)分布式電源、儲能系統(tǒng)的輸出功率實測值與目標值計算分布式電源、儲能系統(tǒng)運行誤差； 4)根據(jù)計算得到的交換功率誤差和分布式電源、儲能系統(tǒng)運行誤差，由饋線控制誤差計算公式計算出分布式電源 、儲能系統(tǒng)的饋線控制誤差值； 5)根據(jù)饋線控制誤差控制方程，對分布式電源、儲能系統(tǒng)的饋線控制誤差值進行積分，并計算分布式電源、儲能系統(tǒng)在饋線控制誤差協(xié)調控制下的功率控制值； 6)根據(jù)計算得出的功率控制值，對分布式電源、儲能系統(tǒng)進行閉環(huán)控制，從而提高分布式電源、儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行的效果。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于饋線控制誤差的協(xié)調控制系統(tǒng)及其方法，用于主動配電網(wǎng)中并網(wǎng)接入的分布式電源、儲能系統(tǒng)優(yōu)化協(xié)調運行控制；該基于饋線控制誤差的協(xié)調控制系統(tǒng)包括電網(wǎng)一次系統(tǒng)和協(xié)調控制系統(tǒng)，通過基于饋線控制誤差的協(xié)調控制系統(tǒng)根據(jù)交換功率的目標值和實測值，以及分布式電源、儲能系統(tǒng)的目標值和實測值得出交換功率誤差和分布式電源、儲能系統(tǒng)的運行誤差，從而得出分布式電源、儲能系統(tǒng)在饋線控制誤差協(xié)調控制下的功率控制值；進而對分布式電源、儲能系統(tǒng)等進行閉環(huán)控制，從而提高分布式電源、儲能系統(tǒng)優(yōu)化運行的效果。
文檔編號H02J3/28GK103178537SQ20131004829
公開日2013年6月26日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權日2013年2月6日
發(fā)明者劉 東, 于文鵬, 黃玉輝, 尤毅, 陳飛 申請人:上海交通大學