基于Gossip通信算法的微網(wǎng)電壓不平衡補償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微網(wǎng)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于Gossip通信算法的微網(wǎng)電壓不平衡補償方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著分布式發(fā)電技術(shù)的蓬勃發(fā)展，微網(wǎng)技術(shù)受到了世界廣泛關(guān)注，被認(rèn)為是管理未來可能出現(xiàn)的地域分散、數(shù)目龐大的分布式資源(distributed resource, DR)最有效途徑之一。當(dāng)微網(wǎng)處于孤島運行工況時，由于失去了大電網(wǎng)的支撐，如何保證高供電質(zhì)量是需要解決的問題。
[0003]針對該問題，一種解決方案是增加串聯(lián)或者并聯(lián)補償器來改善電壓質(zhì)量。然而，這些方案均需增加額外的設(shè)備投資。
[0004]另一方面，大量DR需通過接口變流器接入微網(wǎng)。這些接口變流器可作為潛在的分布式補償源改善微網(wǎng)電能質(zhì)量。針對微網(wǎng)孤島運行工況下的不平衡問題，目前的控制策略主要有負(fù)序虛擬阻抗、負(fù)序虛擬電導(dǎo)和負(fù)序下垂控制等。然而，由于線路阻抗差異，這些方案很難同時兼顧電壓質(zhì)量和負(fù)序均流，并很少考慮不同DR的補償能力和DR的即插即用需求。另外，目前方案也較難與傳統(tǒng)電流源控制模式的可再生能源的接口變流器控制兼容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述【背景技術(shù)】中提到的現(xiàn)有方法中難兼顧電壓質(zhì)量和負(fù)序均流等不足，本發(fā)明提出了一種基于Gossip通信算法的微網(wǎng)電壓不平衡補償方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]基于Gossip通信算法的微網(wǎng)電壓不平衡補償方法，包含兩個控制層，一次控制采用本地控制器并通過Gossip算法實現(xiàn)不同DR的不平衡電流均衡控制和實現(xiàn)DR的即插即用功能，二次控制通過集中控制器實現(xiàn)微網(wǎng)電壓不平衡度要求。該方法包括以下步驟:
[0008]步驟(I):集中控制器比較微網(wǎng)電壓不平衡度與不平衡度指令，通過不平衡度控制器給出二次控制補償量；
[0009]步驟(2):各DR本地控制器根據(jù)本節(jié)點的不平衡補償能力對本節(jié)點不平衡電流進行歸一化；
[0010]步驟(3):各DR通過Gossip算法將歸一化不平衡電流信息傳播到其他節(jié)點，DR根據(jù)得到的相鄰節(jié)點信息和本節(jié)點信息計算歸一化的不平衡電流平均值，再轉(zhuǎn)化為實際不平衡電流，并與本節(jié)點不平衡電流進行比較得到本節(jié)點的不平衡補償量；
[0011]步驟(4):電流源控制器型DR的本地控制器根據(jù)本節(jié)點不平衡補償量進行補償，電壓源控制器型DR的本地控制器根據(jù)二次控制補償量和本節(jié)點不平衡補償量進行補償。
[0012]進一步地，所述DR分成電壓源控制型和電流源控制型，相應(yīng)的集中控制器為電壓源控制型本地控制器和電流源控制型本地控制器。
[0013]進一步地，步驟(I)中所述不平衡度控制器為比例積分控制器。
[0014]進一步地，步驟(2)中各DR根據(jù)DR容量、電流限制、當(dāng)前正序有功功率、無功功率出力計算本節(jié)點的不平衡補償能力。
[0015]本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果:本發(fā)明簡單有效，通過集中控制器，保證微網(wǎng)電壓不平衡度在控制要求范圍，實現(xiàn)其高電能質(zhì)量；通過Gossip算法，實現(xiàn)不同DR間不平衡補償量均衡分擔(dān)。由于Gossip算法屬于一種分布式通信算法，與DR的分布式特性相匹配，任意節(jié)點DR的退出和加入將不影響整體控制性能，從而實現(xiàn)了 DR的即插即用。另外，Gossip算法與傳統(tǒng)不同類型DR的本地控制方法不沖突，較易在各種DR的本地控制器中，適用性好。本發(fā)明有效解決了傳統(tǒng)不平衡補償方法電能質(zhì)量與不平衡電流均衡難兼顧、與電流源控制模式DR難兼容、靈活度低的問題。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明原理圖，其中，uB為微網(wǎng)電壓；Use。為二次控制補償量。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖并通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0018]如圖1所不，本發(fā)明提出了一種新的簡單有效的在微網(wǎng)孤島運彳丁時基于Gossip通信算法的實現(xiàn)微網(wǎng)電壓不平衡補償?shù)姆椒?，該方法通過集中控制器和分布式的Gossip通信算法，實現(xiàn)指定的微網(wǎng)電壓不平衡度和各DR間不平衡電流的合理分擔(dān)。
[0019]將DR分成電壓源控制型和電流源控制型，相應(yīng)的本地控制器為電壓源控制型本地控制器和電流源控制型本地控制器。本實施實例以含有η個電壓源控制型本地控制器和m個電流源控制型本地控制器為例。
[0020]本發(fā)明包括以下步驟:
[0021]步驟(I):集中控制器檢測微網(wǎng)電壓uB，計算微網(wǎng)電壓不平衡度，并與要求的不平衡度指令進行比較，將差值送入不平衡度控制器如比例積分控制器(PI控制器)，通過PI控制調(diào)節(jié)輸出所需的二次控制補償量Usec;
[0022]步驟⑵:各DR本地控制器根據(jù)DR容量、電流限制、當(dāng)前正序有功功率、無功功率出力計算本節(jié)點的不平衡補償能力，并對本節(jié)點不平衡電流進行歸一化處理；
[0023]步驟(3):各DR通過Gossip通信網(wǎng)與相鄰節(jié)點進行通信，通過Gossip算法將歸一化不平衡電流信息傳播到其他節(jié)點，DR根據(jù)得到的相鄰節(jié)點信息和本節(jié)點信息計算歸一化的不平衡電流平均值，再根據(jù)各DR節(jié)點不平衡補償能力轉(zhuǎn)化為實際不平衡電流，并與本節(jié)點不平衡電流進行比較，差值輸入不平衡電流控制器，通過其調(diào)節(jié)得到本節(jié)點的不平衡補償量。
[0024]步驟(4):電流源控制型DR的本地控制器根據(jù)步驟(3)得到的本節(jié)點不平衡補償量進行補償。電壓源控制型DR的本地控制器根據(jù)步驟⑴得到的二次控制補償量U.和步驟(3)得到本節(jié)點不平衡補償量進行補償。
[0025]本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明所作的舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明說明書的內(nèi)容或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.基于Gossip通信算法的微網(wǎng)電壓不平衡補償方法，其特征在于:包含兩個控制層，一次控制采用本地控制器并通過Gossip算法實現(xiàn)不同DR的不平衡電流均衡控制和DR的即插即用功能，二次控制通過集中控制器實現(xiàn)微網(wǎng)電壓不平衡度要求。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Gossip通信算法的微網(wǎng)電壓不平衡補償方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: 步驟(I):集中控制器比較微網(wǎng)電壓不平衡度與不平衡度指令，通過不平衡度控制器給出二次控制補償量； 步驟(2):各DR本地控制器根據(jù)本節(jié)點的不平衡補償能力對本節(jié)點不平衡電流進行歸一化； 步驟(3):各DR通過Gossip算法將歸一化不平衡電流信息傳播到其他節(jié)點，DR根據(jù)得到的相鄰節(jié)點信息和本節(jié)點信息計算歸一化的不平衡電流平均值，再轉(zhuǎn)化為實際不平衡電流，并與本節(jié)點不平衡電流進行比較得到本節(jié)點的不平衡補償量； 步驟⑷:電流源控制器型DR的本地控制器根據(jù)本節(jié)點不平衡補償量進行補償，電壓源控制器型DR的本地控制器根據(jù)二次控制補償量和本節(jié)點不平衡補償量進行補償。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Gossip通信算法的微網(wǎng)電壓不平衡補償方法，其特征在:于:所述DR分成電壓源控制型和電流源控制型，相應(yīng)的集中控制器為電壓源控制型本地控制器和電流源控制型本地控制器。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Gossip通信算法的微網(wǎng)電壓不平衡補償方法，其特征在:步驟(I)中所述不平衡度控制器為比例積分控制器。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Gossip通信算法的微網(wǎng)電壓不平衡補償方法，其特征在:步驟(2)中各DR根據(jù)DR容量、電流限制、當(dāng)前正序有功功率、無功功率出力計算本節(jié)點的不平衡補償能力。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于Gossip通信算法的微網(wǎng)電壓不平衡補償方法，屬于微網(wǎng)控制技術(shù)領(lǐng)域。該方法通過兩個控制層實現(xiàn)，一次控制采用本地控制器并通過Gossip算法實現(xiàn)不同DR的不平衡電流均衡控制和實現(xiàn)DR的即插即用功能，二次控制通過集中控制器實現(xiàn)微網(wǎng)電壓不平衡度要求。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)不平衡補償方法電能質(zhì)量與不平衡電流均衡難兼顧、與電流源控制模式DR難兼容、靈活度低的問題。
【IPC分類】H02J3/12
【公開號】CN104901313
【申請?zhí)枴緾N201510333511
【發(fā)明人】唐芬, 吳學(xué)智, 童亦斌, 荊龍
【申請人】北京億利智慧能源科技有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月16日