CN108879797B - 一种主动配电网端口pq控制方法 - Google Patents
一种主动配电网端口pq控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108879797B CN108879797B CN201810922226.5A CN201810922226A CN108879797B CN 108879797 B CN108879797 B CN 108879797B CN 201810922226 A CN201810922226 A CN 201810922226A CN 108879797 B CN108879797 B CN 108879797B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- active
- pcc
- port
- reactive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
本发明公开了一种主动配电网端口PQ控制方法,包括以下步骤:(1)采集主动配电网端口处输入的三相电压和电流;(2)根据步骤(1)采集获得的电压和电流计算主动配电网端口处输入的有功功率PPCC和无功功率QPCC;(3)计算设定的端口参考有功功率与有功功率PPCC之间的差值ΔPPCC,将ΔPPCC输入PI控制模块中,得到端口有功功率偏差补偿量δPPCC;(4)计算设定的端口参考无功功率与无功功率QPCC之间的差值ΔQPCC,将ΔQPCC输入PI控制模块中,得到端口无功功率偏差补偿量δQPCC;(5)将端口有功、无功功率偏差补偿量δPPCC、δQPCC分别传递给各个分布式电源;(6)分布式电源产生有功控制信号;(7)分布式电源产生无功控制信号;(8)各分布式电源将有功和无功功率控制信号作为各自逆变器的控制输入。
Description
技术领域
本发明涉及配电网端口功率控制技术领域,特别涉及一种主动配电网端口PQ控制方法。
背景技术
随着社会和经济的发展,人们对能源的需求量不断增长,化石能源的短缺以及人们对环境保护的重视使得各国越来越关注新能源的开发与利用。因此,随着分布式能源大量接入配电网,传统的配电网变为了主动配电网,且其端口处的潮流呈现出极大的不确定性。这给大电网的稳定运行及功率调度造成了困难。为了解决这一难题,有必要对主动配电网端口功率加以控制。
现有技术中,控制主动配电网端口功率多采用换流器或储能补偿控制,例如公开号为CN 102983589A的专利文献公开了一种基于混合储能的电网分布式电源的控制方法,包括以下步骤:优化设计分布式电源的拓扑结构;通过DC/DC变换器控制模式归一化模型协调控制直流供电***;交流侧DC/AC换流器的电网自适应控制。该分布式电源既可并入大电网运行,降低间歇性可再生能源发电并网对电网的影响,并且对电网提供电压和频率支撑;也可并入微电网,作为离网型微电网的组网单元运行,维持离网型微电网的电压和频率稳定;当外部电网发生故障时,该分布式电源还可以实现并网/孤岛的双模式切换,提高***中重要负荷的供电可靠性。上述分布式电源通过能量型和功率型储能***配合利用,提高了整个***技术性能和经济性能。又例如公开号为CN104701849B的专利文献公开了一种主动配电网全分布式自律电压控制方法,分为两阶段:第一阶段是建立电压控制的凸松弛模型;把馈线分成若干个控制区,一个控制区可以是一条或若干条母线和挂接在上面的发电机和无功补偿装置;每个控制区利用本地和与邻居的通信,采用交替方向乘子法,求得全局电压分布最优的本地控制量;第二阶段是变电站侧通过对馈线根节点电压幅值的调节,使得电压幅值分布的安全裕度尽可能大。两个阶段迭代运行,直到没有新的优化操作为止。上述方法适用于大规模分布式电源并网后的配电网电压控制,能够很好地保护控制区的数据隐私,该控制方法具有很高的敏捷性与灵活性。
但是上述控制方式既增加了设备成本,并且还是没有充分利用主动配电网中的分布式的电源。因此,提出新的主动配电网端口PQ控制方法,不需要添加额外的换流器或储能设备,且充分利用配电网中既有的分布式电源,变得十分重要和有意义。
发明内容
本发明提供了一种主动配电网端口PQ控制方法,既不需要在主动配电网端口处添加额外的换流器或储能设备,又能够充分利用配电网中既有的分布式电源。
一种主动配电网端口PQ控制方法,包括以下步骤:
(1)采集主动配电网端口(PCC)处输入的三相电压vabc和电流iabc;
(2)根据步骤(1)采集获得的电压和电流计算主动配电网端口处输入的有功功率PPCC和无功功率QPCC;
(5)将端口有功、无功功率偏差补偿量δPPCC、δQPCC分别传递给主动配电网中的各个分布式电源;
(6)各分布式电源在收到端口处传来的有功功率偏差补偿量δPPCC后,根据自身有功输出功率限制产生有功控制信号。以主动配电网中的任意一个分布式电源i为例,其有功控制信号为Pi-ref;
(7)各分布式电源在收到端口处传来的无功功率偏差补偿量δQPCC后,根据自身无功输出功率限制产生无功控制信号。以主动配电网中的任意一个分布式电源i为例,其无功控制信号为Qi-ref;
(8)各分布式电源将步骤(6)和(7)中的得到的有功和无功功率控制信号作为各自逆变器的控制输入,实现逆变器输出功率对功率指令的跟踪。以分布式电源i为例,其将步骤(6)和步骤(7)中得到的Pi-ref和Qi-ref作为分布式电源逆变器的控制信号输入逆变器,实现逆变器输出功率对功率指令的跟踪。各分布式电源通过控制自身输出功率间接的实现对端口有功和无功功率的控制,使端口输入有功功率PPCC和无功功率QPCC分别跟踪给定参考值和
本发明能够实现主动配电网端口处的有功和无功输入功率跟踪给定的参考值,本发明方法通过将主动配电网端口处的输入功率与给定参考功率的偏差通过一个PI控制器产生端口功率补偿信号,并将该补偿信号传递给配电网中的所有分布式电源。各分布式电源再结合各自的输出功率限制产生功率控制信号输入各自逆变器,实现逆变器输出功率对功率指令的跟踪。根据能量守恒原理,当配电网端口处输入功率与参考值存在偏差时,分布式电源对偏差加以补偿,可以实现配电网端口处的输入功率跟踪给定的参考值。
本发明方法在生成配电网端口处有功功率补偿信号δPPCC时,采用了一个PI环节,减小了δPPCC的波动,使功率补偿过程中的有功功率的变化更加平缓。本发明方法在生成配电网端口处无功功率补偿信号δQPCC时,采用了一个PI环节,减小了δQPCC的波动,使功率补偿过程中的无功功率的变化更加平缓。
为了进一步使功率补偿过程中的有功功率的变化更加平缓,优选的,步骤(3)中,将计算得到的端口有功输入功率PPCC与端口参考有功功率之间的差值ΔPPCC输入PI控制模块中,得到端口有功功率偏差补偿量δPPCC,计算公式如下:
其中:
KP-P为比例控制参数;
KI-P为积分控制参数;
s为拉普拉斯变换中的复变量。
选取KP-Q时为了获得较快的初始收敛速度,可以选择偏大一些的值,优选的,KP-Q=1~5。
KI-Q的值可根据功率跟踪速度要求和最大超调量限制经试凑得到,优选的,KI-Q=0.1~0.5。
为了进一步使功率补偿过程中的无功功率的变化更加平缓,优选的,步骤(4)中,将计算得到的端口无功输入功率QPCC与端口参考无功功率之间的差值ΔQPCC输入PI控制模块中,得到端口无功功率偏差补偿量δQPCC,计算公式如下:
其中:
KP-Q为比例控制参数;
KI-Q为积分控制参数;
s为拉普拉斯变换中的复变量。
选取KP-Q时为了获得较快的初始收敛速度,可以选择偏大一些的值,优选的,KP-Q=1~5。
KI-Q的值可根据功率跟踪速度要求和最大超调量限制经试凑得到,优选的,KI-Q=0.1~0.5。
本发明方法在生成分布式电源有功功率控制信号时,考虑了分布式电源的有功功率输出限制,使得分布式电源能够在安全工作区间内正常运行,优选的,步骤(6)中,各分布式电源在收到端口处传来的有功功率偏差补偿量δPPCC后,根据自身有功输出功率限制产生有功控制信号,以主动配电网中的任意一个分布式电源i为例,其有功控制信号Pi-ref产生机制如下:
其中:
Pi为分布式电源i的有功输出功率的测量值;
本发明方法在生成分布式电源无功功率控制信号时,考虑了分布式电源的无功功率输出限制,使得分布式电源能够在安全工作区间内正常运行,优选的,步骤(7)中,各分布式电源在收到端口处传来的无功功率偏差补偿量δQPCC后,根据自身无功输出功率限制产生无功控制信号,以主动配电网中的任意一个分布式电源i为例,其无功控制信号Qi-ref产生机制如下:
其中:
Qi为分布式电源i的无功输出功率的测量值;
综上所述,使用本发明提出的主动配电网端口PQ控制方法不但不需要在端口处安装额外的控制设备,并且可以快速的实现端口输入功率跟踪给定值。配电网中的各个分布式电源也都工作在安全工作区间内。
为了提高补偿速度,优选的,步骤(5)中,通过广播的方式传递给主动配电网中的各个分布式电源。采用广播的方式将配电网端口功率偏差传给各个分布式电源,使其同时进行功率补偿,具有补偿速度快,鲁棒性好的特点。
本发明中采用的广播方式是通过无线电波进行信息传递的方式。配电网端口的功率偏差信号通过无线电通信的方式传给主动配电网中的各个分布式电源。这种信息传播的方式具有速度快,成本低,鲁棒性好的特点。可以使主动配电网中的各分布式电源及时的获得配电网端口功率的补偿信息并加以补偿。此外,采用广播的方式传递功率偏差信号还能使各分布式电源对配电网端口功率的补偿具有一致性,有效避免了分布式电源补偿过程中因为补偿方向不一致而造成的补偿效率低下的问题。
本发明的有益效果:
(1)本发明可以在不增加变流器、储能等设备的情况下实现主动配电网端口处功率对给定参考值的跟踪,节省了设备投入成本。
(2)本发明考虑了分布式电源各自的输出功率容量限制,保证了分布式电源的可靠安全运行。
附图说明
图1为本发明的主动配电网端口PQ控制方法的线框流程图。
图2为使用本发明方法的主动配电网的示意图。
图3为使用本发明方法的分布式电源总体控制的框线示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述:
如图1~2所示,本实施例的主动配电网端口PQ控制方法包括以下步骤:
(1)采集主动配电网端口(PCC)处输入的三相电压vabc和电流iabc;
(2)计算主动配电网端口处输入的有功功率PPCC和无功功率QPCC;
其中:
KP-P为比例控制参数;
KI-P为积分控制参数;
s为拉普拉斯变换中的复变量。
其中:
KP-Q为比例控制参数;
KI-Q为积分控制参数;
s为拉普拉斯变换中的复变量。
(5)将端口有功、无功功率偏差补偿量δPPCC、δQPCC分别通过广播的方式传递给主动配电网中的各个分布式电源;
(6)如图3所示,以主动配电网中的任意一个分布式电源i为例,该分布式电源收到端口有功功率偏差补偿量δPPCC后根据自身输出功率限制,生成有功功率控制信号Pi-ref,其计算公式分别为:
其中:
Pi为分布式电源i的有功输出功率的测量值;
(7)同时该分布式电源收到端口无功功率偏差补偿量δQPCC后根据自身输出功率限制,生成无功功率控制信号Qi-ref,其计算公式分别为:
其中:
Qi为分布式电源i的无功输出功率的测量值;
(8)各分布式电源将步骤(6)和(7)中的得到的有功和无功功率控制信号作为各自逆变器的控制输入,实现逆变器输出功率对功率指令的跟踪。以分布式电源i为例,其将步骤(6)和步骤(7)中得到的Pi-ref和Qi-ref作为分布式电源逆变器的控制信号输入逆变器,实现逆变器输出功率对功率指令的跟踪。各分布式电源通过控制自身输出功率间接的实现对端口有功和无功功率的控制,使端口输入有功功率PPCC和无功功率QPCC分别跟踪给定参考值和
综上所述,本实施例可以在不增加变流器、储能等设备的情况下实现主动配电网端口处功率对给定参考值的跟踪。节省了设备投入成本;本实施例采用广播的方式将配电网端口功率偏差传给各个分布式电源,使其同时进行功率补偿。具有补偿速度快,鲁棒性好的特点;本实施例考虑了分布式电源各自的输出功率容量限制,保证了分布式电源的可靠安全运行。
Claims (3)
1.一种主动配电网端口PQ控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)采集主动配电网端口处输入的三相电压vabc和电流iabc;
(2)根据步骤(1)采集获得的电压和电流计算主动配电网端口处输入的有功功率PPCC和无功功率QPCC;
其中:
KP-P为比例控制参数;
KI-P为积分控制参数;
s为拉普拉斯变换中的复变量;
其中:
KP-Q为比例控制参数;
KI-Q为积分控制参数;
s为拉普拉斯变换中的复变量;
(5)将端口有功、无功功率偏差补偿量δPPCC、δQPCC分别传递给主动配电网中的各个分布式电源,通过广播的方式传递给主动配电网中的各个分布式电源;
(6)各分布式电源在收到端口处传来的有功功率偏差补偿量δPPCC后,根据自身有功输出功率限制产生有功控制信号,以主动配电网中的任意一个分布式电源i为例,其有功控制信号Pi-ref产生机制如下:
其中:
Pi为分布式电源i的有功输出功率的测量值;
(7)各分布式电源在收到端口处传来的无功功率偏差补偿量δQPCC后,根据自身无功输出功率限制产生无功控制信号,以主动配电网中的任意一个分布式电源i为例,其无功控制信号Qi-ref产生机制如下:
其中:
Qi为分布式电源i的无功输出功率的测量值;
2.如权利要求1所述的主动配电网端口PQ控制方法,其特征在于,KP-Q=1~5。
3.如权利要求1所述的主动配电网端口PQ控制方法,其特征在于,KI-Q=0.1~0.5。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810922226.5A CN108879797B (zh) | 2018-08-14 | 2018-08-14 | 一种主动配电网端口pq控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810922226.5A CN108879797B (zh) | 2018-08-14 | 2018-08-14 | 一种主动配电网端口pq控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108879797A CN108879797A (zh) | 2018-11-23 |
CN108879797B true CN108879797B (zh) | 2020-12-15 |
Family
ID=64318031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810922226.5A Expired - Fee Related CN108879797B (zh) | 2018-08-14 | 2018-08-14 | 一种主动配电网端口pq控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108879797B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110061526B (zh) * | 2019-05-27 | 2021-04-20 | 浙江大学 | 一种可调度的逆变器下垂控制方法 |
CN110829423A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-02-21 | 浙江大学 | 一种分布式电力***稳定器及方法 |
CN112467799B (zh) * | 2021-01-25 | 2021-05-14 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 一种电池储能***并网控制方法及装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104158229A (zh) * | 2014-07-17 | 2014-11-19 | 浙江大学 | 一种适用于含有多种分布式电源的微网***二次控制方法 |
CN104779640A (zh) * | 2015-04-15 | 2015-07-15 | 上海追日电气有限公司 | 防分布式发电***向电网倒灌电功率的***及控制方法 |
-
2018
- 2018-08-14 CN CN201810922226.5A patent/CN108879797B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104158229A (zh) * | 2014-07-17 | 2014-11-19 | 浙江大学 | 一种适用于含有多种分布式电源的微网***二次控制方法 |
CN104779640A (zh) * | 2015-04-15 | 2015-07-15 | 上海追日电气有限公司 | 防分布式发电***向电网倒灌电功率的***及控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108879797A (zh) | 2018-11-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bai et al. | Distributed generation system control strategies with PV and fuel cell in microgrid operation | |
CN108363306B (zh) | 基于线性二次型优化的微电网分布式控制器参数确定方法 | |
CN108134401B (zh) | 交直流混合***多目标潮流优化及控制方法 | |
Zhang et al. | Fully distributed coordination of multiple DFIGs in a microgrid for load sharing | |
Ahmad et al. | DQ-axis synchronous reference frame based PQ control of grid connected AC microgrid | |
Malik et al. | A generalized droop strategy for interlinking converter in a standalone hybrid microgrid | |
CN108667084B (zh) | 一种基于柔性直流互联的微电网集群自律协同控制*** | |
CN108879690B (zh) | 一种交直流混合微电网数据驱动控制方法 | |
CN105391071A (zh) | 用于微电网中多功能并网逆变器并联的群体智能控制方法 | |
US20170040887A1 (en) | Dc/ac converter apparatus comprising means for controlling the reactive power and power conversion and generation system comprising such dc/ac converter apparatus | |
CN108879797B (zh) | 一种主动配电网端口pq控制方法 | |
Alghamdi et al. | Frequency and voltage coordinated control of a grid of AC/DC microgrids | |
Ullah et al. | Consensus-based delay-tolerant distributed secondary control strategy for droop controlled AC microgrids | |
Wandhare et al. | Reconfigurable hierarchical control of a microgrid developed with PV, wind, micro-hydro, fuel cell and ultra-capacitor | |
Alhasnawi et al. | A New Coordinated Control of Hybrid Microgrids with Renewable Energy Resources Under Variable Loads and Generation Conditions. | |
Hartani et al. | Impacts assessment of random solar irradiance and temperature on the cooperation of the energy management with power control of an isolated cluster of DC-Microgrids | |
CN109659941A (zh) | 一种交直流混合微电网自治控制方法及*** | |
CN115864520A (zh) | 一种基于高比例光伏能源接入混合电网的控制方法及*** | |
Saleh | The analysis and development of a power flow-based controller for microgrid systems | |
CN110994692B (zh) | 一种基于同步相量测量装置的孤岛同步并网方法 | |
CN108390389A (zh) | 一种主从控制混合微电网中互联变流器功率控制方法 | |
Shayanfar et al. | Photovoltaic microgrids control by the cooperative control of multi-agent systems | |
CN105576718A (zh) | 一种分布式新能源高渗透率情形下交直流配网源荷优化分配控制方法 | |
Ahmad et al. | An intelligent interconnection module for multiple self-healed interconnected microgrids | |
CN108206518B (zh) | 一种直流电网分层控制***及其设计方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20201215 |