1.一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略,其特征在于,所述策略为:根据实时的无功负荷变化来确定实时的频率基准值,以确保频率不会随负荷的变化而偏离额定值;考虑实时的有功负荷变化下的各微源线路压降来确定实时的电压基准值,进而改进有功下垂系数,以确保有功均分能在各微源输出电压不同的情况下保持精准; 所述控制策略的具体构建步骤如下:步骤1,确定Q-f控制中动态频率基准值;
根据微源的无功变化来拟定动态频率基准值,即频率基准值大小因无功而定,以此来补偿频率的偏差值,进而保证微网运行频率能稳定在额定值,具体如下:(1.1)首先确定微源的无功变化值;
假设无功负荷在1,2,...,j,...,n(j≥2)时刻发生改变,以任意j时刻时的前一时刻j-
1时刻时的微源无功为基础,可得j时刻时微源输出的无功变化值:ΔQ(j)=Q(j)-Q(j-1), (1)式中,Q(j)为j时刻时的微源输出无功;
令ΔQ(0)=0,可得关于微源的无功变化序列,设为A,则A=(ΔQ(0),ΔQ(1),...,ΔQ(j),...,ΔQ(n))T, (2)(1.2)确定频率基准的校正值;
根据微源Q-f下垂控制方程,可得j时刻时的微源频率偏差值:Δf(j)=m·ΔQ(j), (3)式中,m是无功下垂系数;
令j时刻时的频率基准校正值:
Δf*(j)=f*(j)-f*(j-1)=-Δf(j), (4)则可得到关于微源的频率基准校正序列,设为B,则B=-m·A, (5)(1.3)确定各时刻微源的频率基准值;
设F为各时刻的微源频率基准值序列:
F=(f*(0),f*(1),...,f*(j),...,f*(n))T, (6)令f*(0)=50Hz,根据式(4),则有F=MF+B,式中M是维数为n+1且秩为n的常数矩阵:则所有n+1时刻的频率基准值构成如下非齐次线性方程的解空间:(E-M)F=-mA, (8)式中,E是n+1维单位矩阵;虽然系数矩阵E-M的秩为n,但是因解空间有唯一确定的初始解f*(0)=50Hz,故解空间的另外n个解可以确定,即得到每个时刻对应的频率基准值,则j时刻时的微源频率基准值为:f*(j)=dF, (9)式中, 代表第j+1维数是1的n+1维单位行向量;
步骤2,确定P-U控制中动态电压基准值;
步骤3,确定P-U控制中的有功下垂系数;
步骤4,设计下垂控制器。
2.根据权利要求1所述的一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略,其特征在于,步骤2中,考虑负荷变化时各微源的线路压降来确定P-U控制中的动态电压基准值,得到符合微源实际运行时的P-U下垂特性,可在各微源输出电压不同的情况下,微源间的有功均分能够保持精准,具体如下:(2.1)确定线路压降的变化值;
假设有功负荷也在1,2,...,j,...,n(j≥2)时刻改变,以任意j时刻的前一时刻j-1时刻的线路压降为基础,可得j时刻时的微源线路压降变化值:ΔUL(j)=UL(j)-UL(j-1), (10)式中,UL(j)为j时刻时的微源线路压降;
令ΔUL(0)=0,可得微源线路压降的变化序列,设为C,则C=(ΔUL(0),ΔUL(1),...,ΔUL(j),...,ΔUL(n))T, (11)(2.2)确定各时刻的微源电压基准值;
令j时刻时的电压基准值为:
U*(j)=U*(j-1)+ΔUL(j), (12)令U*(0)=US,其中US是母线电压,各时刻的微源电压基准值序列为U:U=(U*(0),U*(1),...,U*(j),...,U*(n))T, (13)令U=MU+C,则所有n+1时刻的电压基准值构成如下非齐次线性方程的解空间:(E-M)U=C, (14)式中,E是n+1维单位矩阵,M是维数为n+1且秩为n的常数矩阵:虽然系数矩阵E-M的秩为n,因解空间有唯一确定的初始解U*(0)=US,故解空间的另外n个解可以确定,即得到每个时刻对应的电压基准值,则j时刻时的微源电压基准值为:U*(j)=dU, (16)式中, 代表第j+1维数是1的n+1维单位行向量。
3.根据权利要求1所述的一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略,其特征在于,步骤3中,以步骤2为原理,通过拟合每次负荷有功变化时的微源实际运行点,进而改进有功下垂系数,得出实际运行时的微源下垂特性方程,具体如下:(3.1)确定微源实际运行时的最大有功运行点(Pmax,U′min);
低压微网中,线路阻抗以阻性为主,微源有功输出最大时的线路压降为:式中,Pmax是微源最大有功输出,RL是线路阻抗;
微源最大有功运行点的实际电压为:
式中,Umin为微源最小运行电压;
(3.2)确定微源实际运行时的下垂特性方程;
令各微源的有功基准值相等且为0,则微源最小有功运行点为(0,U*),因此微源实际运行时的下垂特性方程为:U=U*+n′(P-P*), (19)* *
式中,U为微源输出电压,U为理论上微源的电压基准值,P为微源输出有功,P为微源的有功基准值,n′为改进有功下垂系数:式中,n为传统的有功下垂系数;
任意负荷变化时刻如j时刻时的微源线路压降为:式中,P(j)为j时刻时的微源输出有功;
此时,微源的实际输出电压为:
式中,U(j)为j时刻时的微源输出电压;
因此,负荷变化时的微源各实际运行点均满足(19),可将其作为微源的实际P-U下垂特性方程来控制输出电压,增加了实际控制的简便性。
4.根据权利要求1所述的一种基于动态基准的低压微电网改进下垂控制策略,其特征在于,步骤4中,根据动态频率基准取值的方法,设计Q-f下垂控制器;建立在线频率基准值计算系统,通过检测负荷变化前后的微源无功输出,计算出无功变化值,得出正常的频率偏差值,在负荷变化前的频率基准值基础上减去该偏差值得到负荷变化后的频率基准值,并将其用于控制负荷变化后的微源,直至下次负荷变化时再减去新的频率偏差值以生成新的频率基准值;
P-U下垂控制器的设计原理是计算负荷变化时微源线路压降的变化值,并在负荷变化前的微源电压基准值基础上加上该变化值得到负荷变化后的电压基准值,并将其用于控制负荷变化后的微源;根据上述原理改进有功下垂系数,通过检测各微源的线路阻抗,取其与传统电压基准值即母线电压的比值为下垂系数的校正值,再加上传统下垂系数得到改进的下垂系数,并将其用于控制各微源的有功输出,即可获得理想的有功均分精度。