一種基于事件觸發(fā)機制的多光伏發(fā)電機群協(xié)調(diào)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種基于事件觸發(fā)機制的多光伏發(fā)電機群協(xié)調(diào)控制方法，屬于電力系 統(tǒng)控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】：
[0002] 進(jìn)入21世紀(jì)W來，世界面臨著能源緊缺問題，經(jīng)濟可靠的高質(zhì)量化石燃料供應(yīng)能 力正在逐步衰減，為此，可再生能源的利用方法受到日益廣泛的關(guān)注。太陽能作為人類可使 用的可再生能源的重要組成部分，相比于傳統(tǒng)能源，其具有低污染、可再生及分布廣等諸多 優(yōu)點，在新能源開發(fā)中將具有非常重要的作用。正因如此，未來將擁有越來越多的光伏發(fā)電 機并入電力系統(tǒng)。然而，在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)調(diào)控策略下，大量光伏發(fā)電機的并網(wǎng)將給電力系 統(tǒng)帶來諸如頻率波動、電壓波動甚至崩潰等負(fù)面影響，為此需要針對光伏發(fā)電機群研究一 種新的協(xié)調(diào)控制策略，使得電力系統(tǒng)中每個光伏發(fā)電機的輸出能夠滿足電網(wǎng)運行要求。
[0003] 截至目前，針對光伏發(fā)電機群的輸出調(diào)控策略分為集中式控制、分散式控制與分 布式控制模式=大類。在集中式控制模式下，中央控制器經(jīng)由通信鏈路收集電力系統(tǒng)中所 有光伏發(fā)電機的信息，計算每臺光伏發(fā)電機的控制指令，再經(jīng)由通信鏈路將控制指令下發(fā) 至對應(yīng)的光伏發(fā)電機W執(zhí)行控制策略，集中式控制模式僅適合處理少量光伏發(fā)電機的調(diào)控 問題，且其實施成本高昂、可擴展性差；在分散式控制模式下，每臺光伏發(fā)電機的控制指令 的計算與實施均在本地完成，其具有較強的可擴展性與魯椿性，然而，由于在分散式控制模 式下各光伏發(fā)電機之間缺乏必要的信息交互，隨著電力系統(tǒng)中光伏發(fā)電機數(shù)量的增加，該 種控制模式難W協(xié)調(diào)各發(fā)電機的輸出，進(jìn)而導(dǎo)致電網(wǎng)運行要求無法滿足；分布式控制模式 綜合上述兩類控制模式的優(yōu)點，在分布式控制模式下，每臺光伏發(fā)電機通過局部通訊獲知 自身及與其相鄰的光伏發(fā)電機信息，在本地進(jìn)行自身調(diào)控策略的計算并予W實施，分布式 控制模式兼具集中式與分散式控制模式的優(yōu)勢，成本低廉，可擴展性強，針對具有大量光伏 發(fā)電機的群組具有較好的控制效果。
[0004] 為執(zhí)行分布式控制策略，各光伏發(fā)電機通常經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)完成信息交互。在未來 電力系統(tǒng)中光伏發(fā)電機的數(shù)量將變得越來越龐大，然而無線通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源是有限 的，為此在工程應(yīng)用中通常對每個光伏發(fā)電機信息進(jìn)行高頻率等周期采樣發(fā)送W達(dá)到理論 設(shè)計控制器中信息連續(xù)傳輸?shù)囊螅瑢τ趥€體數(shù)量龐大的多光伏發(fā)電機群，該種過于保守 的信息傳遞方式會使得網(wǎng)絡(luò)通信壓力增大，進(jìn)而出現(xiàn)通信時滯及丟包，并最終導(dǎo)致控制任 務(wù)的失敗，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全，目前尚缺乏對此類問題的有效解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于解決目前多光伏發(fā)電機群分布式協(xié)調(diào)控制方法中網(wǎng) 絡(luò)通信壓力過大的問題，提供了一種基于事件觸發(fā)機制的多光伏發(fā)電機群分布式協(xié)調(diào)控制 方法，適用于采用解禪d-q控制模型描述的光伏發(fā)電機所構(gòu)成的具有連通通信拓?fù)涞亩喙?伏發(fā)電機群系統(tǒng)，使得群組中所有光伏發(fā)電機的有功功率輸出率和無功功率輸出率分別 趨于一致，同時使得電力系統(tǒng)的樞紐節(jié)點電壓和輸電線路上的有功功率潮流分別達(dá)到預(yù)設(shè) 值，在保證上述控制任務(wù)有效完成的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)各光伏發(fā)電機間信息的按需發(fā)送，降低網(wǎng) 絡(luò)通信壓力，從而保障電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定與安全。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括如下具體步驟：
[0007] 1.系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置；根據(jù)電力系統(tǒng)情況，給定光伏發(fā)電機個數(shù)n，樞紐節(jié)點電壓預(yù)設(shè) 值Vaf，輸電線路有功功率潮流預(yù)設(shè)值Puf;
[0008]2.設(shè)計第i(i= 1，2,. . .，n)個光伏發(fā)電機在t時刻的有功功率輸出率為；
[0009]
【主權(quán)項】
1. 一種基于事件觸發(fā)機制的多光伏發(fā)電機群協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，該方法包括 如下步驟： 1) 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置：根據(jù)電力系統(tǒng)情況，給定光伏發(fā)電機個數(shù)n，樞紐節(jié)點電壓預(yù)設(shè)值 Vref，輸電線路有功功率潮流預(yù)設(shè)值P Mf; 2) 設(shè)計第i (i = 1，2,. . .，n)個光伏發(fā)電機在t時刻的有功功率輸出率為：
其中，Pi (t)為第i個光伏發(fā)電機在t時刻所輸出的有功功率，Pi;max為其最大有功功 率； 同時，設(shè)計第i (i = 1，2, ...，n)個光伏發(fā)電機在t時刻的無功功率輸出率為：
其中，Qi(t)為第i個光伏發(fā)電機在t時刻所輸出的無功功率，（^_為其最大無功功 率； 3) 設(shè)群組中所有光伏發(fā)電機需達(dá)到的有功功率輸出率為a〗，并設(shè)計其具有如下動態(tài) 特征：
其中K>0為一常數(shù)，signO表示符號函數(shù)，Ptran(t)表示在t時刻輸電線路上的有功功 率潮流； 4) 設(shè)群組中所有光伏發(fā)電機需達(dá)到的無功功率輸出率為并設(shè)計其具有如下動態(tài) 特征：
其中，Vc(t)表示在t時亥Ij的樞紐節(jié)點電壓； 5) 描述多光伏發(fā)電機組通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌涸O(shè)置一個通信連接系數(shù)au，若第i(i = 1，2,. . .，n)個光伏發(fā)電機與第j (j = 1，2,. . .，n)個光伏發(fā)電機之間能夠經(jīng)行信息交互，則 設(shè)置au= 1 ;反之，設(shè)置a u= 0 ;同時，約定a n= 0 ;此外，若第i (i = 1，2, . . .，n)個光伏 發(fā)電機能夠獲取信息4與則令ai(l= 1 ;反之，令a i(l= 0 ; 6) 在初始時刻h，令群組中所有光伏發(fā)電機均經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送自身的有功及無功功 率輸出率，并設(shè)置觸發(fā)時刻< =Tf =& (i = 1，2,. . .，n); 7) 對于第i個光伏發(fā)電機，若關(guān)于其有功功率輸出率的最近一次事件觸發(fā)時刻為<， 在時刻t，若如下事件觸發(fā)條件：
滿足，其中，KP>K為一常數(shù)，表示第j個光伏發(fā)電機距在時刻t之前的最近一次關(guān) 于有功功率輸出率的觸發(fā)時刻，INiI表示能夠與第i個光伏發(fā)電機進(jìn)行信息通信的發(fā)電機 數(shù)量，則標(biāo)記時刻t為f 1，并且第i個光伏發(fā)電機將其自身的有功功率輸出率的觸發(fā)信息 z, (tf+I)存儲并發(fā)送至群組中能夠與其通信的其他光伏發(fā)電機； 8) 當(dāng)？e[tf，tf+1)時，設(shè)計第i個光伏發(fā)電機有功功率控制策略為：
其中Ui (t)為第i個光伏發(fā)電機在時刻t的終端電壓幅值； 9) 步驟7與步驟8需同時執(zhí)行，以確?；谑录|發(fā)機制的光伏發(fā)電機有功功率分布 式控制策略的實施； 10) 對于第i個光伏發(fā)電機，若關(guān)于其無功功率輸出率的最近一次事件觸發(fā)時刻為<， 在時刻t，若如下事件觸發(fā)條件：
滿足，其中，KV>K為一常數(shù)，rf"表示第j個光伏發(fā)電機距在時刻t之前的最近一次 關(guān)于無功功率輸出率的觸發(fā)時刻，則標(biāo)記時刻t為「廣1，并且第i個光伏發(fā)電機將其自身關(guān) 于無功功率輸出率的觸發(fā)信息<(<+1)存儲并發(fā)送至群組中能夠與其通信的其他光伏發(fā)電 機； 11) 當(dāng)<+1)時，設(shè)計第i個光伏發(fā)電機無功功率控制策略為：
【專利摘要】本發(fā)明針對采用解耦d-q控制模型描述的具有連通通信拓?fù)涞亩喙夥l(fā)電機群系統(tǒng)，提供了一種基于事件觸發(fā)機制的多光伏發(fā)電機群協(xié)調(diào)控制方法，屬于電力系統(tǒng)控制領(lǐng)域。每個光伏發(fā)電機利用自身信息及群組中能夠與其進(jìn)行信息交互的其他光伏發(fā)電機的信息，構(gòu)建相應(yīng)的事件觸發(fā)機制及基于此機制的分布式協(xié)調(diào)控制策略，使得群組中所有光伏發(fā)電機的有功功率輸出率和無功功率輸出率分別趨于一致，同時使得電力系統(tǒng)的樞紐節(jié)點電壓和輸電線路上的有功功率潮流分別達(dá)到預(yù)設(shè)值。本發(fā)明的優(yōu)點在于在保證控制任務(wù)有效完成的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)各光伏發(fā)電機間信息的按需發(fā)送，降低網(wǎng)絡(luò)通信壓力，從而保障電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定與安全。
【IPC分類】H02J3-46
【公開號】CN104821604
【申請?zhí)枴緾N201510136757
【發(fā)明人】翁盛煊, 岳東, 解相朋, 黃崇鑫
【申請人】南京郵電大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年3月26日