適用于配電網(wǎng)中的光伏發(fā)電機(jī)組自組織功率流控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于配電網(wǎng)中的光伏發(fā)電機(jī)組自組織功率流控制方法。對光伏發(fā)電機(jī)組進(jìn)行控制，首先對配電網(wǎng)的光伏發(fā)電機(jī)組中的每臺光伏發(fā)電機(jī)通過底層控制量和通信矩陣進(jìn)行控制；將局部通信網(wǎng)絡(luò)的通信矩陣優(yōu)化為完備序列；對配電網(wǎng)的光伏發(fā)電機(jī)組通過高層控制量進(jìn)行控制。本發(fā)明可實現(xiàn)配電網(wǎng)中多臺光伏發(fā)電機(jī)在有限通信能力的條件下的穩(wěn)定、高效控制；使得多臺光伏發(fā)電機(jī)輸出的有功功率趨于給定值；提高由多臺光伏發(fā)電機(jī)組成的系統(tǒng)的抗擾性能；對局部通信網(wǎng)絡(luò)的時變性和瞬時性具有冗余特性，并可實現(xiàn)最小通信帶寬。
【專利說明】適用于配電網(wǎng)中的光伏發(fā)電機(jī)組自組織功率流控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光伏發(fā)電機(jī)組功率流控制方法，尤其是涉及一種適用于配電網(wǎng)中 的光伏發(fā)電機(jī)組自組織功率流控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，光伏發(fā)電機(jī)在配電網(wǎng)中的滲透率逐漸增加。然而，相關(guān)的穩(wěn)定性及控制問 題使得大量光伏發(fā)電機(jī)的接入對電力系統(tǒng)產(chǎn)生了較大的負(fù)面影響。在光伏發(fā)電滲透率較高 而儲能裝置較少的配電網(wǎng)中，某個突發(fā)的擾動（例如光照的突變等）將會導(dǎo)致光伏發(fā)電機(jī) 的快速斷開或是輸出電能驟降，這將導(dǎo)致配電網(wǎng)失去有功功率支撐。有功功率的減少會造 成諸多問題，如電壓波動，瞬時穩(wěn)定問題或電壓崩潰等。因此，尋找一種實用的魯棒控制策 略，實現(xiàn)配電網(wǎng)中大量分布式光伏發(fā)電機(jī)輸出功率的穩(wěn)定可靠控制，成為了目前亟需解決 的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述問題，本發(fā)明提出一種適用于配電網(wǎng)中的光伏發(fā)電機(jī)組自組織功率流 控制方法，以配電網(wǎng)中大量分布式光伏發(fā)電機(jī)組輸出功率的高效控制，提高配電網(wǎng)的抗擾 性，穩(wěn)定控制關(guān)鍵母線電壓和指定饋線有功功率。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案采用如下步驟：
[0005] 1)對光伏發(fā)電機(jī)組進(jìn)行控制，首先對配電網(wǎng)的光伏發(fā)電機(jī)組中的每臺光伏發(fā)電機(jī) 通過底層控制量和通信矩陣進(jìn)行控制，以使得在配電網(wǎng)光伏發(fā)電機(jī)組的平衡點處各個光伏 發(fā)電機(jī)利用率一致；
[0006] 2)將局部通信網(wǎng)絡(luò)的通信矩陣優(yōu)化為完備序列，以提高配電網(wǎng)的穩(wěn)定性和有效 性；
[0007] 3)對配電網(wǎng)的光伏發(fā)電機(jī)組通過高層控制量進(jìn)行控制，以使得每組光伏發(fā)電機(jī)中 的關(guān)鍵母線電壓保持恒定，同時使得流經(jīng)指定饋線的有功功率保持恒定。
[0008] 所述的步驟1)中的光伏發(fā)電機(jī)組中的每臺光伏發(fā)電機(jī)通過以下公式1的底層控 制量和通信矩陣進(jìn)行控制，
[0009]

【權(quán)利要求】
1. 一種適用于配電網(wǎng)中的光伏發(fā)電機(jī)組自組織功率流控制方法，其特征在于：包括以 下步驟： 1) 對光伏發(fā)電機(jī)組進(jìn)行控制，首先對配電網(wǎng)的光伏發(fā)電機(jī)組中的每臺光伏發(fā)電機(jī)通過 底層控制量和通信矩陣進(jìn)行控制，以使得在配電網(wǎng)光伏發(fā)電機(jī)組的平衡點處各個光伏發(fā)電 機(jī)利用率一致； 2) 將局部通信網(wǎng)絡(luò)的通信矩陣優(yōu)化為完備序列，以提高配電網(wǎng)的穩(wěn)定性和有效性； 3) 對配電網(wǎng)的光伏發(fā)電機(jī)組通過高層控制量進(jìn)行控制，以使得每組光伏發(fā)電機(jī)中的關(guān) 鍵母線電壓保持恒定，同時使得流經(jīng)指定饋線的有功功率保持恒定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于配電網(wǎng)中的光伏發(fā)電機(jī)組自組織功率流控制方 法，其特征在于：所述的步驟1)中的光伏發(fā)電機(jī)組中的每臺光伏發(fā)電機(jī)通過以下公式1的 底層控制量和通信矩陣進(jìn)行控制：
(1) 其中，udi、uqi分別為控制光伏發(fā)電機(jī)輸出有功功率和無功功率的底層控制律， 分別為有功功率和無功功率的參考利用率，&為底層控制量增益，且有 /(0=α》/α)>=α&/α&，οφ、分別為有功功率和無功功率的實際利用率，仏、Pp Qi分別 為關(guān)鍵母線電壓、指定饋線有功功率和指定饋線無功功率的實際值，【>,.為A的一階導(dǎo)數(shù)， Uimax、Pimax、Qimax分別為關(guān)鍵母線電壓、指定饋線有功功率和指定饋線無功功率的最大值，i、 j分別表示第i臺、第j臺光伏發(fā)電機(jī)，i、j、n均為正整數(shù)，i = 1，2,…，n，j = 1，2,…，η。 以上公式1中的有功功率通信矩陣的算子和無功功率通信矩陣的算子D' υ采用 以下公式2和公式3進(jìn)行計算：
(2) (3) 其中，SipS' υ分別為有功功率的通信矩陣S和無功功率的通信矩陣S'中的元素；然 后構(gòu)建以下公式4和公式5的有功功率的通信矩陣S和無功功率的通信矩陣S' ： ^20 (0 ^21 (0 ^22 (0 ··· ⑷ Λ〇(0 ?⑴ ?)… 4W 4(0 … 4)(，）4W 4(，）…·4(〇 (5) ，" (，）4(0 40)…4(，)J 當(dāng)i與j相同時，均有Sij(t) = l、s' ij(t) = 1 ;當(dāng)?shù)趈臺光伏發(fā)電機(jī)的信息在t時刻 可被第i臺光伏發(fā)電機(jī)獲知時，sjt) = 1、s' Jt) = 1，否則Sij(t) = 0、s' Jt) = 0 ; 當(dāng)?shù)趇臺光伏發(fā)電機(jī)在t時刻可從高層控制中接受信息時，siCI(t) = 1、s' iCI(t) = 1，否則 si0(t) = 0、s' i0(t) = 0。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于配電網(wǎng)中的光伏發(fā)電機(jī)組自組織功率流控制方 法，其特征在于：所述的步驟2)中的局部通信網(wǎng)絡(luò)的通信矩陣采用以下公式6和公式7進(jìn) 行優(yōu)化，形成完備序列： S〇. ?= {S(t〇), S(t1),......, S (tn)} (6) S，。: "〇= {S' (t〇),S/ (tl ……，S' (tn)} (7) 其中，\:00、S' ^分別為有功功率和無功功率的完備序列，saj、S(ti)、……、S(tn) 和S' Whs'（h)、……、S'（tn)分別為有功功率的通信矩陣S和無功功率的通信矩陣S' 在tpi^、......、t n時刻的具體表達(dá)式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于配電網(wǎng)中的光伏發(fā)電機(jī)組自組織功率流控制方 法，其特征在于：所述的步驟3)中的光伏發(fā)電機(jī)組通過以下公式8的高層控制量進(jìn)行控 制： 11 do = Kr(P,n -Ρ,ι) ，=Mn) (8) 其中，ud(l、uq(l分別為有功功率參考利用率和無功功率參考利用率的高層控制量，K P、Kv 分別為第一、第二待調(diào)參數(shù)，Vbus、Ptl分別為關(guān)鍵母線電壓和指定饋線有功功率的實際值， VMf、PMf分別為關(guān)鍵母線電壓和指定饋線有功功率的參考值。
【文檔編號】H02J3/38GK104158201SQ201410341710
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】辛煥海, 董煒, 齊冬蓮, 劉云, 張國月 申請人:浙江大學(xué)