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专利号: 2019110955543
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑通信问题的孤岛微电网分布式协调控制方法,其特征在于,包括:S1、基于多智能体技术平台和分布式通讯,考虑信息传输通信因素,设计下垂控制器;

所述下垂控制器为通过在传统的下垂控制器中添加额外电压/频率补偿项的下垂控制器,具体表示如下:且

* pu

式中mi、ni为下垂系数,ωiref和Uiref为参考值,Pi和 为有功和无功功率额定值,Pipu和Qi 为功率标幺值,Ni为第i个DER的邻居单位数量;与传统下垂特性相比,该控制器加入了频率/电压补偿项 kiω和kiu为补偿增益,通过优化补偿增益使频率和电压输出接近标准值,同时需满足Δωi≤miPi,ΔUi≤niQi;

S2、设计数据预测模型;

S3、在网络拓扑结构切换条件下,设计数据预测补偿机制。

2.根据权利要求1所述的考虑通信问题的孤岛微电网分布式协调控制方法,其特征在于,所述设计数据预测模型的具体过程如下:S21、数据处理,通过下式筛选可用预测数据:

Xi,min≤Xi≤Xi,max

式中,Xi为第i个负荷功率、电压、电流、频率数据变量,Xi,min与Xi,max分别为该数据变量的最小值与最大值, 为平均值, 为标准差;

S22、查找异常数据,对样本进行分段查找,将其中一个变量共n个采集数据分成若干段,每段m个数据,计算每段平均值与标准差:S23、采用均值法对上述异常数据进行替换处理:

式中,Xi,mean(t)为替换后的数据,Xi(t)为在t时刻对应的该变量异常数据,Δt为采样周期;

S24、综合上述影响预测结果的异常数据,改进的基于时间序列的指数平滑模型如下:式中,Xt代表过去每周与被预测日同一时间的负荷数据,Xw表示近期与被预测日天气最相似的一天的电力负荷数据,Yt为昨天的负荷数据值,取三个分量的平均值作为原始预测数据;fd+1为被预测日的负荷预测曲线值,fd为之前预测数据的负荷曲线值;α是平滑系数,0<α<1;ε是松弛因子;Tf为之前预测日与当前预测日温度之间的比率;加入温度‑荷载因子(1‑Tf)来增强负荷功耗与外界温度的灵敏度,该因子起修正作用;Tf的表达式如下:式中,Tlast,forecast与Ttoday分别代表上次预测日与当前预测日每单位时间所对应的温度,Tavg,today为当前预测日的平均温度;

S25、采用峰值负荷因子Kp和低谷负荷因子Ko对一级负荷预测进行校正:上式中,β是每单位时间与特定峰值负荷相关的负荷权重,Kp为常数矩阵;Lpeak,load代表当日峰值负荷变化数值,出现在从9点至17点之间的工作段;Loff‑peak,load代表当日低谷用电负荷变化数值,在凌晨休息阶段;

S26、将上式的校正因子与式(6)的一级负荷预测相结合,得到最终的二级负荷预测,具体如下:*

f=fd+1×Kp×Ko                         (12)。

3.根据权利要求1所述的考虑通信问题的孤岛微电网分布式协调控制方法,其特征在于,所述在网络拓扑结构切换条件下,设计数据预测补偿机制的具体过程如下:S31、在时刻t切换信号σ(t)发生作用,对应的拓扑结构为Gσ(t),对于第i个DER,拓扑切换前后DERi的邻居空间分别为Ωi和Ωi′;

S32、在σ(t)作用之前,设DERj是DERi的邻居之一,即j∈Ωi;

S33、在σ(t)作用之后,存在如下四种情况:

情况1:若j∈Ωi′,即DERj仍是DERi的邻居,当二者间通信中断时,则在DERi智能体中,对DERj进行预测补偿;

情况2:若 即DERj不再是DERi的邻居,而在拓扑切换之后j1是DERi的新邻居之一,即j1∈Ωi′,则从时刻t开始,DERi与DERj1之间进行信息交互,同时DERi智能体开始收集记录DERj1的运行数据,作为预测需要使用的历史数据;假设收集完整的历史数据需要的时间为tr,设DERi与DERj1之间通信在时刻Ti中断,若Ti>t+tr,此时DERi智能体已保存DERj1的历史数据,DERi智能体对DERj1进行本地预测,实现邻居补偿;

情况3:若 j1∈Ωi′,DERi与DERj1之间通信在时刻Ti中断且Ti≤t+tr,即DERi智能体还没掌握DERj1的历史运行数据,邻居补偿不能实现,此时向集中数据库发送请求,由集中数据库进行预测,并把预测数据传输给DERi,实现集中补偿;

情况4:上述三种情况是在σ(t)作用之后通信中断,若在σ(t)作用之前,j∈Ωi,DERi与DERj之间通信在时刻Ti′中断,定义一个“判定时间tj”,用来判定在σ(t)作用之后是否对DERj进行预测补偿,若Ti′+tj<t,则正常实现对DERj的预测,若Ti′+tj≥t且 在实际工程中,则表示在DERi与DERj之间通信中断后的很短时间内发生拓扑变换,而且DERj不再是DERi的邻居之一,则无需对DERj进行预测补偿,0<tj<b,b是正常数。