【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电网新能源特性建模与分散协调控制方法，属于电力系统运行与控制。
技术介绍
1、随着人们对低碳排放和化石燃料储备的日益关注，可再生能源已成为一个日益重要的研究课题。最近，利用清洁可再生能源的供电应用已被应用于电力供应系统。目前，主要的可再生能源包括光伏、微型涡轮机、风力涡轮机和燃料电池。然而，在引入系统后，可再生能源具有准负载的特点。ieee 1547 为可再生能源的网络连接制定了标准规则，要求每台微型发电机在系统发生故障时退出运行。这极大地限制了能源效率的充分发挥。为了协调电网与可再生能源之间的矛盾，充分开发清洁可再生能源的潜力，促进电力生产技术的广泛应用，电网的概念已被倡导。
2、电网运行有两种模式，包括并网模式和孤岛模式。在前一种模式下，电网有可能从公用电网吸收电力或向公用电网注入电力，电压和频率由公用电网决定。如果电网出现故障，将与电网断开，频率和电压需要由电网维持，以便向关键负载不间断地提供可再生能源。因此，必须提出一种有效的策略来管理可再生能源。
3、大多数可再生能源通过逆变器与电网相连，因此其控制策略至关重要。目前，人们对逆变器控制的研究给予了广泛关注。逆变器的控制策略主要分为集中式和分散式两种。就集中控制而言，一个中央控制器管理所有控制器，因此这种方法依赖于可靠的通信。然而，这种方法很难确保复杂系统的鲁棒性。分散控制允许可再生能源“即插即用”。每台设备都由一个本地控制器控制，无需通信联系。由于可再生能源之间的协调性较差，系统电压可能无法得到有效保证。因此，本专利技术提出了一
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电网新能源特性建模与分散协调控制方法，能够按比例分配负载和调节电压，并获得更好的稳态性能。
2、为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
3、第一方面，本专利技术提供了一种电网新能源特性建模与分散协调控制方法，包括：
4、构建基于多智能体系统的分层控制结构，所述分层控制结构包含下层单元智能体与上层协调智能体；
5、在下层单元智能体中，通过配置基于双反馈控制器的逆变器对各类可再生能源实施分散控制，所述双反馈控制器包括外环功率控制器、内环电压控制器及内环电流控制器，其中：
6、所述外环功率控制器包括有功-频率下垂控制器和无功-幅值下垂控制器，分别根据有功功率和无功功率的瞬时值与参考值之差调节频率和电压幅值；
7、所述内环电压控制器根据电压差和控制信号输出控制电压，所述内环电流控制器根据电流差和控制信号输出控制电流，所述控制器的参数通过粒子群算法进行优化求解；
8、在上层协调智能体中，利用基尔霍夫电压和电流定律建立系统模型，并通过定义邻域误差和控制信号实现全局协调控制。
9、进一步的，所述外环功率控制器包括有功-频率下垂控制器和无功-幅值下垂控制器，分别根据有功功率和无功功率的瞬时值与参考值之差调节频率和电压幅值，具体如下：
10、获取电网新能源接口逆变器所输出的有功功率瞬时值，表示为：
11、（1）；
12、获取电网新能源接口逆变器所输出的无功功率瞬时值，表示为：
13、（2）；
14、其中，，，，分别为逆变器输出电压、电流的d，q轴分量；
15、计算有功-频率和无功-幅值下垂控制器分别为：
16、（3）；
17、（4）
18、其中，和分别为有功-频率和无功-幅值下垂控制器的下垂系数，f为逆变器输出频率，v为逆变器输出电压幅值，为逆变器输出频率参考值，是逆变器输出电压幅值的初始值，为有功功率瞬时值，表示逆变器输出有功功率的初始值，为逆变器输出无功功率瞬时值，表示逆变器输出无功功率的初始值。
19、进一步的，所述内环电压控制器根据电压差和控制信号输出控制电压，所述内环电流控制器根据电流差和控制信号输出控制电流，具体如下：
20、设计内环电压控制器的公式如下：
21、（5）；
22、其中，为t时刻电压控制器的电压差，为t时刻电压控制器的控制信号，和分别为电压控制器的电压输出及其参考，表示电流控制器的参考电流，分别为电压控制器的积分与微分阶数，为电压控制器的3个参数，d为复变量；
23、设计内环电流控制器的公式如下：
24、（6）；
25、其中，为t时刻电流控制器的电流差，为t时刻电流控制器的控制信号，和分别为电流控制器的电流输出及其参考，为电流控制器的电压输出，，分别为电流控制器的积分与微分阶数，为电流控制器的3个参数；
26、所述电压控制器、电流控制器的参数，具体如下：
27、（7）；
28、（8）；
29、（9）；
30、（10）；
31、（11）；
32、（12）；
33、（13）；
34、（14）；
35、（15）；
36、其中，，为控制器的输出电流的d，q轴分量的参考值，，为控制器的输出电流的d，q轴分量的瞬时值，，为控制器的输入电压的d，q轴分量的参考值，，为控制器的输入电压的d，q轴分量的瞬时值，，为控制器的输出电压的d，q轴分量的参考值，，为扰动量，s为复变量，为角频率，为控制器的输出电压的q轴分量，，为电压控制器的输出，，为电流控制器的输出，为前馈参数，为谐振电路的滤波电容，为谐振电路的滤波电感。
37、进一步的，所述控制器的参数通过粒子群算法进行优化求解，具体过程如下：
38、首先，初始化粒子群算法的参数，并进行粒子初始化；
39、然后，确定粒子群算法的适应度函数，具体是将绝对误差的积分性能作为控制器设计的指标，进而将粒子群算法的适应度函数确定为：，其中：
40、（16）；
41、其中，j表示所设计控制器的最优指标，f表示粒子群算法的适应度函数，表示t时刻绝对误差，表示t时刻所设计控制器的控制输入，为上升时间，为最优指标的权重系数；
42、接着，计算每个粒子的适应度值，并更新个体与全局的最佳位置，具体的是基于适应度函数计算出当前每个粒子的适应度值，通过比较当前适应度值与先前找到的最佳适应度值，若当前最优，则更新个体最佳适应度值及其对应的位置，并在所有粒子的个体最佳适应度值中，找到全局最优解及其对应的位置；
43、其次，动态更新每个粒子的速度与位置，具体是通过以下速度和位置更新方程来实现的：
44、（17）；
45、（18）；
46、其中，、为粒子i在t+1、t代的速度，、表示粒子i在t+1、t代的位置，表示为惯性权重，和表示学习率，、表示粒子i在t代的历史最佳位置与全局最佳位置，和表示随机数；
47、最后，当算法达到预设的最大迭代数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电网新能源特性建模与分散协调控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电网新能源特性建模与分散协调控制方法，其特征在于，所述外环功率控制器包括有功-频率下垂控制器和无功-幅值下垂控制器，分别根据有功功率和无功功率的瞬时值与参考值之差调节频率和电压幅值，具体如下：
3.根据权利要求1所述的电网新能源特性建模与分散协调控制方法，其特征在于，所述内环电压控制器根据电压差和控制信号输出控制电压，所述内环电流控制器根据电流差和控制信号输出控制电流，具体如下：
4.根据权利要求1所述的电网新能源特性建模与分散协调控制方法，其特征在于，所述控制器的参数通过粒子群算法进行优化求解，具体过程如下：
5.根据权利要求1所述的电网新能源特性建模与分散协调控制方法，其特征在于，所述在上层协调智能体中，利用基尔霍夫电压和电流定律建立系统模型，并通过定义邻域误差和控制信号实现全局协调控制，包括：
6.根据权利要求1所述的电网新能源特性建模与分散协调控制方法，其特征在于，所述多智能体系统的分层控制结构中的下层单元智能体和上层协调智
7.一种电网新能源特性建模与分散协调控制系统，其特征在于，包括：
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：该程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种电网新能源特性建模与分散协调控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电网新能源特性建模与分散协调控制方法，其特征在于，所述外环功率控制器包括有功-频率下垂控制器和无功-幅值下垂控制器，分别根据有功功率和无功功率的瞬时值与参考值之差调节频率和电压幅值，具体如下：
3.根据权利要求1所述的电网新能源特性建模与分散协调控制方法，其特征在于，所述内环电压控制器根据电压差和控制信号输出控制电压，所述内环电流控制器根据电流差和控制信号输出控制电流，具体如下：
4.根据权利要求1所述的电网新能源特性建模与分散协调控制方法，其特征在于，所述控制器的参数通过粒子群算法进行优化求解，具体过程如下：
5.根据权利要求1所述的电网新能源特性建模与分散协调控制方法，其特征在于，所述在上层协调...
【专利技术属性】
技术研发人员：董雪涛，霍超，荣秀婷，魏平，柯贤波，智远，张小奇，张健康，董丹，
申请(专利权)人：国家电网有限公司西北分部，
类型：发明
国别省市：
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