[发明专利]一种多时间尺度微电网电压无功优化控制方法

摘要

本发明公开了一种多时间尺度微电网电压无功优化控制方法，包括DG一级电压控制层、MGCC二级电压控制层和EMS三级电压控制层，其中，在三级电压控制层中设置电压优化协调控制，由目标函数、等约束条件和不等约束条件三部分组成。本发明提供的多时间尺度微电网电压无功优化控制方法综合利用了一级电压控制的快速性、二级电压单母线控制的精确性和三级电压控制的全局优化调度的优点，充分利用微电网中已有的分布式发电单元的无功调节能力，维持多母线节点电压水平，抑制无功功率环流，实现无功功率优化分配，为微电网提供尽可能多的无功功率裕量和有功功率裕量，提高系统稳定性，减少系统无功补偿设备投资。

主权项

1.一种多时间尺度微电网电压无功优化控制方法，所述微电网电压控制具有层级结构，所述层级结构包括：分布式发电单元DG本地控制的一级电压控制层，中央控制器MGCC控制的二级电压控制层，以及能量管理系统EMS三级电压控制层，所述一级电压控制单元采用下垂控制，所述二级电压控制层通过测量关键母线节点电压水平，与参考电压比较获得电压偏差后，经过PI调节器调节获取计划外无功功率，再分配给各台调压单元，其中，所述调压单元为参与二级电压控制的分布式发电单元的简称，其特征在于：在所述三级电压控制层中设置三级电压优化协调控制策略，具体包括以下步骤：(1)设置目标函数：所述目标函数为：式中，α_b为受控母线节点编号集，α_G为耗一次能源的DG和储能发电单元的编号集，和U_i分别为母线节点i的参考电压值和迭代优化值，Q_invi为发电单元i发出的无功功率，C_U和C_Q为权重系数；(2)设置不等约束条件所述不等约束条件包括发电功率约束、节点电压约束、线路功率约束和系统运行频率约束四种极限约束条件；(3)设置等约束条件：所述等约束条件为微电网潮流方程，所述微电网潮流方程中：若所有DG的输出功率均在其容量允许范围内，则将所有调频单元的节点设置为Droop_SFC节点，将所有调压单元的节点设置为Droop_SVC节点，且将二级电压控制的关键母线设置为PQ节点，再列写调频单元和调压单元的输出功率方程和微电网潮流计算方程组；其中，调频单元为参与二级频率控制的发电单元的简称；若某台DG的输出功率超出了最大允许范围，则将该DG的输出功率进行限幅后，将其节点类型和输出功率方程相应的转换为PQ节点和恒功率方程。(4)求解具有电压调节能力的DG电压参考信号值和具有无功调节能力的可再生能源发电单元无功功率参考信号值，将能够确保系统满足等约束条件和不等约束条件下使目标函数最小的值作为最优值，下发给各台DG。