一种基于残差的电气网络分层性能提升控制方法技术

本发明专利技术提出了一种基于残差的电气网络分层性能提升控制方法

【技术实现步骤摘要】
一种基于残差的电气网络分层性能提升控制方法


[0001]本本专利技术属于新型电力系统智能配电领域，特别是涉及到一种基于残差的电气网络分层性能提升控制方法
。

技术介绍

[0002]微电网是由分布式电源
、
负荷
、
储能装置及控制装置构成的小型发配电系统，旨在解决大规模
、
多类型分布式电源并网带来的技术
、
市场和政策上的问题
。
近年来，随着信息技术的推广，极大的拓展了信息网络在微电网中的应用，实现了微电网中信息网络和电气网络之间的协同互动
。
[0003]在交流微电网中，信息网络采集电气网络中的电气信息，然后利用控制算法生成控制命令，再将控制命令下发给逆变器作为参考信号，从而实现整个微电网电气网络的电压和频率稳定控制，以及分布式电源
、
负荷及储能间的功率协调
。
由此可见，逆变器是连接信息网络和电气网络的关键桥梁，整个微电网系统的可靠性依赖于逆变器的稳定
、
高效运行
。
[0004]目前针对电气网络的性能控制研究较少，主流方法一般都是以单台变换器控制的角度出发，缺少对整个电气网路的性能的研究
。
在动态性能提升方面，更多的是以变换器为研究对象，通过扰动抑制的方法解决变换器输出电压的性能问题，缺少多台变换器并联情况下的应用
。
在稳态性能提升控制方面，在线路参数发生变换时，电气网络中的潮流状态会发生变化，造成变换器的输出功率存在稳态误差，该问题在现有技术中鲜有研究
。

技术实现思路

[0005]在交流微电网孤岛运行时，电气网络中的母线电压主要通过逆变器进行稳定控制
。
然而，逆变器具有低惯性的特点，在负载投切时，传统的下垂控制无法获得理想的动态响应特性，会导致母线电压的暂升
、
暂降
。
同时，不平衡负载与非线性负载的接入会导致负序电流与高次谐波电流的注入，造成母线电压波动
。
同时，逆变器与负载通过线路构建出物理互联关系，在采用下垂控制的理想状态下，逆变器输出电流都流向负载，且输出功率按照下垂系数比例均分
。
但受到线路阻抗不匹配的影响，逆变器间会出现环流，无功功率输出与信息层协调算法的给定存在稳态误差，由此导致无功功率不均分
。
为了解决上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种基于残差的电气网络分层性能提升控制方法，以解决现有技术问题
。
[0006]本专利技术提出了一种基于残差的电气网络分层性能提升控制方法，所述方法具体包括如下步骤：
[0007]步骤1：构建新能源发电出力模型；
[0008]S101
建立电气网络模型；依据多逆变器并联系统的电气网络，得到逆变器
i,j
到公共负载间的线路微分方程为：
[0009][0010][0011]式中，
(i
pd,i
,i
pq,i
)
T
为逆变器
i
到公共负载电流；
(i
pd,j
,i
pq,j
)
T
为逆变器
j
到公共负载电流；
ω
为交流电角速度；
[0012]由此，得到母线公共负载的电流关系为：
[0013]i
pd
＝
i
pd,i
+i
pd,j
＝
u
pd
/Z
p
[0014]i
pq
＝
i
pq,i
+i
pq,j
＝
u
pq
/Z
p
[0015]逆变器
i
到逆变器
j
间线路的微分方程为：
[0016][0017][0018]式中，
(i
cd,ij
,i
cq,ij
)
T
为逆变器
i,j
间的电流；
[0019]根据逆变器
i,j
到公共负载的线路微分方程和逆变器
i
到逆变器
j
间线路的微分方程，得到由公共负载和线路组成的电气网络的状态空间模型为：
[0020][0021]y
l
＝
[C
p,ij C
c,ij
]x
l
[0022]式中，
x
l
＝
(i
pd,i
,i
pq,i
,i
pd,j
,i
pq,j
,i
cd,ij
,i
cq,ij
)
T
为系统状态量；
u
l
＝
(u
od,i
,u
oq,i
,u
od,j
,u
oq,j
)
T
为系统输入量；
y
l
＝
(i
pd,i
‑
i
cd,ij
,i
pq,i
‑
i
cq,ij
,i
pd,j
+i
cd,ij
,i
pq,j
+i
cq,ij
)
T
为系统输出量；系数矩阵
A
p,ij
、A
c,ij
、B
p,ij
、B
c,ij
、C
p,ij
和
C
c,ij
的具体表达如下所示：
[0023][0024][0025][0026][0027]S102
建立逆变器模型；当公共负载中包含非线性负载
、
不平衡负载或出现负载投切时，基波电流分量中会引入高频非基波分量，逆变器
i
的输出电流表达式可写为：
[0028]i
od,i
＝
i
lpd,i
+i
hpb,i
‑
i
cd,ij
[0029]i
oq,i
＝
i
lpq,i
+i
hpq,i
‑
i
cq,ij
[0030]根据多逆变器并联系统的电气网络状态空间模型和逆变器
i
的输出电流表达式可以写出考虑分频扰动逆变器
i
的状态空间方程：
[0031][0032]y
i
＝
C
i
x<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于残差的电气网络分层性能提升控制方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：步骤1：构建新能源发电出力模型；
S101
建立电气网络模型；依据多逆变器并联系统的电气网络，得到逆变器
i,j
到公共负载间的线路微分方程为：载间的线路微分方程为：式中，
(i
pd,i
,i
pq,i
)
T
为逆变器
i
到公共负载电流；
(i
pd,j
,i
pq,j
)
T
为逆变器
j
到公共负载电流；
ω
为交流电角速度；由此，得到母线公共负载的电流关系为：
i
pd
＝
i
pd,i
+i
pd,j
＝
u
pd
/Z
p
i
pq
＝
i
pq,i
+i
pq,j
＝
u
pq
/Z
p
逆变器
i
到逆变器
j
间线路的微分方程为：间线路的微分方程为：式中，
(i
cd,ij
,i
cq,ij
)
T
为逆变器
i,j
间的电流；根据逆变器
i,j
到公共负载的线路微分方程和逆变器
i
到逆变器
j
间线路的微分方程，得到由公共负载和线路组成的电气网络的状态空间模型为：
y
l
＝
[C
p,ij C
c,ij
]x
l
式中，
x
l
＝
(i
pd,i
,i
pq,i
,i
pd,j
,i
pq,j
,i
cd,ij
,i
cq,ij
)
T
为系统状态量；
u
l
＝
(u
od,i
,u
oq,i
,u
od,j
,u
oq,j
)
T
为系统输入量；
y
l
＝
(i
pd,i
‑
i
cd,ij
,i
pq,i
‑
i
cq,ij
,i
pd,j
+i
cd,ij
,i
pq,j
+i
cq,ij
)
T
为系统输出量；系数矩阵
A
p,ij
、A
c,ij
、B
p,ij
、B
c,ij
、C
p,ij
和
C
c,ij
的具体表达如下所示：
S102
建立逆变器模型；当公共负载中包含非线性负载
、
不平衡负载或出现负载投切时，基波电流分量中会引入高频非基波分量，逆变器
i
的输出电流表达式可写为：
i
od,i
＝
i
lpd,i
+i
hpb,i
‑
i
cd,ij
i
oq,i
＝
i
lpq,i
+i
hpq,i
‑
i
cq,ij
根据多逆变器并联系统的电气网络状态空间模型和逆变器
i
的输出电流表达式可以写出考虑分频扰动逆变器
i
的状态空间方程：
y
i
＝
C
i
x
ii
式中，
x
i
＝
(i
Ld,i
,i
Lq,i
,u
od,i
,u
oq,i
)
T
为状态量；
u
i
＝
(u
id,i
,u
iq,i
)
T
为控制输入量；
d
lp,i
＝
(i
lpd,i
,i
lpq,i
)
T
为负载基波电流扰动输入量；
d
hp,i
＝
(i
hpd,i
,i
hpq,i
)
T
为负载非基波电流扰动输入量；
d
lc,ij
＝
(i
cd,ij
,i<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆珩，李学成，
申请(专利权)人：北京清能智航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：