一種多微電網分布式經濟運行控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及微電網及多微電網控制領域，具體涉及一種多微電網分布式經濟運行 控制方法。
【背景技術】
[0002] 不同微電網的負荷情況和發電成本不同，協調分配多個微電網的功率，能夠更加 充分地利用各微電網的資源，提高經濟效益。
[0003] 微電網采用分層控制架構，二級控制可實現微電網內各分布式電源的邊際成本相 等。引入三級控制協調優化多個微電網間的功率流動，可以降低多微電網的總發電成本，提 高系統經濟性。集中式三級控制，依賴中心控制器采集所有信息，通信量大，對通信線路要 求高，并且易發生單點故障，可靠性較低。
[0004] 研發成本低，且運行穩定的控制方法，成為了現有技術發展的方向。

【發明內容】

[0005] 發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種多微電網分布式經 濟運行控制方法，采用分布式三級控制，將控制器分布在各個微電網中，通過少量的信息交 互，解決了現有技術的問題。
[0006] 技術方案:為實現上述目的，本發明采用的技術方案為:一種多微電網分布式經濟 運行控制方法，其特征在于，使用微電網分布式三級控制，該方法包括以下步驟：
[0007] 1)為微電網中每個分布式電源分配逆變器控制器;選擇邊際成本最高的分布式電 源配置該微電網的網控制器，定義該邊際成本最高的分布式電源的逆變器控制器為樞紐控 制器；
[0008] 具體的，微電網中每臺電源有一個逆變器控制器，每個微電網有一個網控制器。比 較邊際成本大小，選擇最高的為樞紐控制器，主要是為了避免該分布式電源功率達到最大 值，導致其邊際成本不能代表微電網的邊際成本。三級控制是在微電網內各電源邊際成本 一致的基礎上進行的，所以樞紐控制器的本地邊際成本代表了微電網的邊際成本。
[0009] 所述逆變控制器通過每一個微電網的網內通信網絡進行信息交互;所述網控制器 間通過微電網之間的通信網絡進行信息交互；
[0010] 2)所述網控制器從樞紐控制器處獲得該微電網的邊際成本和平均電壓信息，通過 微電網之間的通信網絡，與鄰居網控制器交互邊際成本和電壓信息;通過一致性算法，獲取 多微電網的平均邊際成本和平均電壓，并反饋給相應的樞紐控制器;通過一致性算法獲取 的平均值是所有微電網的平均值。
[0011] 3)所述樞紐控制器通過網內通信網絡，將步驟2)中獲得的平均邊際成本和平均電 壓信息廣播到每個逆變器控制器，用于本地的三級控制。
[0012] 進一步的，所述獲得邊際成本和平均電壓信息的步驟如下：
[0013] 以一個微電網m為例，微電網m的網控制器從樞紐控制器(設其編號為1)處采集邊 際成本Lm[0]及該微電網的平均電壓Um[0]信息;鄰居網控制器同樣采集本地信息;微電網m 的網控制器與鄰居網控制器交互信息，按公式(1)進行一致性迭代，更新Lm[k]及Um[k]，重復 信息交互及迭代，收斂得到多微電網的平均邊際成本L ave和系統平均電壓Uave，將其輸出給 樞紐控制丨翌.
[0014] ⑴
[0015]由于三級控制是在微電網內各電源邊際成本一致的基礎上進行的，所以樞紐控制 器的本地邊際成本代表了微電網的邊際成本，網控制器采集的本地邊際成本信息：
[0016]
[0017] 式中，
[0018] dmj為一致性算法的雙隨機矩陣中的元素；
[0019] Lm[k]和Um[k]為微電網m在第k次迭代時的邊際成本和電壓值；
[0020] af、紀為微電網m的樞紐控制器1的成本系數；
[0021] Pim為分布式電源1的輸出功率；
[0022] nm為微電網m內輸出未達到閾值的分布式電源的數目；
[0023] N為微電網的數目。
[0024] 此輪一致性迭代過程結束，重復以上過程，實時更新多微電網的平均邊際成本Lave 和系統平均電壓Uare信息，以用于微電網實時控制。
[0025] 進一步的，步驟3)具體包括以下步驟：
[0026] 以微電網m為例，k = 0時，微電網m的樞紐控制器(1)將由網控制器獲得的平均邊際 成本Lave、系統平均電壓IW以及常數1信息作為本地信息;相鄰逆變器控制器采集的本地平 均邊際成本、系統平均電壓和常數信息均設置為〇;微電網m的樞紐控制器(1)與相鄰逆變器 控制器交互信息，利用一致性算法按公式(3)、（4)和(5)進行迭代，更新I/"、{// H、C,w信息； 再交互I/H[k]，[T[k]，C/H[k]信息進行一致性迭代，收斂使得各逆變器控制器得到L ave/nm、
Uave/nm和 1 'η-'蘭自·
[0027]
[0028] 其中，微電網m的樞紐控制器（1)本地邊際成本信息：#[0] = !>_,相鄰逆變器控制 器本地邊際成木d f[A_]= 0: /二丨,…
[0029]
[0030]其中，微電網m的樞紐控制器(1)本地電壓信息：l/；"[0] = IZimr，相鄰逆變器控制器本 地電壓信息：二_〇;:纟=··_~，勤?;
[0031] 「00321 其中，微電網m的樞紐控制器(1)本地信息：CT[0]= 1,相鄰逆變器控制器本地信息：
[0033] 式中，
[0034] du為一致性算法的雙隨機矩陣中的元素；
[0035] nm為微電網m內輸出未達到閾值的分布式電源的數目；
[0036] A/"閑和(，[/：]為微電網m的分布式電源i在第k次迭代時的邊際成本和電壓值；
[0037] 各逆變器控制器按公式(6)和(7)得到所需Lave和Uave信息，再根據公式(8)得到目 標有功功率信息，用于本地分布式電源的三級控制；
[0038]
[0039]
[0040]
[0041 ]式中，
[0042] ，為微電網m分布式電源i的成本系數；
[0043] Cax為微電網m中分布式電源i最大允許發電功率；
[0044] 叫二為閾值功率，取e = 〇.9;
[0045] 設定分布式電源功率閾值β·/":,1)，控制時采取功率判斷策略：由平均邊際 成本得到目標有功功率，判斷其是否越限，若越限，將其限制在閾值，該分布式電源達到飽 和狀態，退出一致性網絡，因此相鄰逆變器控制器的鄰居數目少了 1個，應相應修改一致性 矩陣，再參與一致性迭代。
[0046] 進一步的，包括對一級下垂控制參考電壓進行調節，具體包括以下步驟：
[0047] 利用目標有功功率/TL與分布式電源實際輸出有功功率乃?進行PI調節得到有功 電壓調節量5?，優化一級控制的參考電壓；
[0048]調節有功功率的過程中，如電壓越限，基于系統平均電壓Uave與額定電壓Un利用PI 調節得到電壓修正量士，修正一級控制的參考電壓，對各分布式電源同步進行電壓調節， 使系統平均電壓穩定在額定值；
[0049] s是控制方式選擇位，當分布式電源輸出有功功率未達到閾值時，令S = 1，參與電 壓調節；當達到閾值時，令s = 0,不參與電壓調節。
[0050] 有益效果:本發明提供的一種多微電網分布式經濟運行控制方法，與現有技術相 比，具有以下優點：
[0051] 1)通過采用分布式三級控制，各節點地位對等，不存在中心控制器，可以克服集中 控制可靠性不高的缺點，同時，基于稀疏通信網絡，通信線路和通信量都較少，對通信線路 要求低，具有較高的可靠性及可擴展性。
[0052] 2)該多微電網分布式經濟優化運行控制方法，對微電網間功率流動進行協調控 制，實現多個微電網的各分布式電源的邊際成本共同一致，有效降低系統總發電成本，且使 系統平均電壓恢復至額定值，多微電網能夠經濟穩定運行。
[0053] 3)微電網間及微電網內都采用分布式方式進行信息交互:將網控制器分布在各個 微電網中，只需鄰居控制器間交互信息;樞紐控制器通過網內通信網絡，采用分布式的方式 將信息傳遞到網內各逆變器控制器。這種雙層分布式控制策略完全不需要集中控制器，可 靠性和可擴展性較高。；
【附圖說明】
[0054] 圖1是多微電網的分布式控制通信拓撲圖；
[0055] 圖2是微電網的網控制器控制架構圖；
[0056]圖3是逆變器控制器控制架構圖
【具體實施方式】
[0057]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0058] 如圖1所示為一種多微電網分布式經濟運行控制方法。
[0059] (1)該控制方法主要涉及微電網三級控制，建立在二級控制已使得微電網內各分 布式電源的邊際成本一致的基礎上。
[0060] (2)如圖1所示，為微電網中每個分布式電源分配逆變器控制器（1，2, ···，」），選擇 邊際成本最高的分布式電源配置該微電網的網控制器(MG1)，該分布式電源的逆變器控制 器可稱作樞紐控制器。各逆變器控制器通過網內通信網絡進行信息交互，網控制器通過網 間通信網絡進行信息交互。通信網絡都是稀疏網絡，不存在中心節點。
[0061] (3)多微電網的分布式策略:微電網的網控制器從樞紐控制器處獲取邊際成本及 平均電壓信息，通過微電網間的通信網絡，與鄰居網控制器交互邊際成本和電壓信息，然后 通過一致性算法獲得多微電網的平均邊際成本及平均電壓，并反饋給本地的樞紐控制器。
[0062] (4)樞紐控制器通過網內通信網絡，將多微電網的平均邊際成本和平均電壓信息 廣播到各個逆變器控制器，用于本地三級控制，通過優化一級控制的參考電壓，進行多微電 網功率的經濟分配，實現各分布式電源的邊際成本一致，降低多微電網的總發電成本，并使 系統平均電壓恢復至額定值，實現多微電網聯合經濟穩定運行。
[0063] 2.多微電網的分布式策略如下：
[0064] 以微電網m為例，微電網m的網控制器從樞紐控制器(設其編號為1)采集本地邊際 成本Lm[0]及該微電網的平均電壓U m[0]信息;鄰居網控制器同樣采集本地信息;微電網m的 網控制器與鄰居網控制器交互信息，按公式(1)進行