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正弦波逆变器微网分布式一致性算法有功均衡操控模型剖析

为完成正弦波逆变器微网内可控型分布式电源(distributed generator, DG)按有功容量分配负荷以防止其过载,树立了根据一致性算法的分布式有功均衡操控模型。
不依靠于中心操控器,而是经过Agent与街坊Agent之间的部分通讯,根据本身信息及获取到的街坊信息来实时更新自己的信息,作为可控DG的指令以实时调整本身有功输出。此外,树立了考虑通讯延时的有功均衡操控模型。
 
根据MATLAB/Simulink 仿真验证了所提均衡操控战略能够到达有功均衡的作用,处理了部分DG过载的问题,且体系电压和频率安稳;别的,评论了延时对体系的影响,验证了延时过大会使体系均衡精度变差。
 
正弦波逆变器微网是一个包括多种DG、储能、负荷的可控、友爱的小型电力网络,很多特性各异的DG常经过变流器并联运转,以进步体系的可靠性。因为多DG并联和谐操控战略影响体系的安稳性,因而得到了广泛重视[1-3]。
 
正弦波逆变器微网中多台DG的功率均衡操控,即根据DG容量份额来分配体系总负荷,能够最大程度防止单台DG过载,然后进步体系运转可靠性,已有不少文献从功率均衡操控视点进行研究。文献[4]提出了以下降有功分配的分配差错为方针,使风力发电机组按容量份额分配负荷的战略;文献[5]根据风力发电机组的运转状况和实时风速等信息,对机组进行动态分类,并按风电机组最大发电能力和运转约束条件树立有功分配模型。
 
但是,以上模型都依靠于一个会集操控器,在正弦波逆变器微网内DG数量很多的情况下,中心操控器的通讯及操控压力较大,可能无法对各台DG施行有效调度,体系可靠性及可扩展性不高。下垂操控是防止会集式操控上述问题的有效办法,其不依靠于会集式操控器,且通讯依靠程度低乃至无需通讯,因此在均衡操控中得到广泛的使用。但下垂操控存在诸多问题:均衡精度与安稳性存在必定的对立、无功分配精度不高、电压操控难度较大[6-9]。
 
文献[10]提出一种包括最大功率盯梢操控(MPPT操控)、定功率盯梢操控(PQ操控)、恒压/恒频操控(V/f 操控)的分布式操控模型。该模型中,风机、光伏采纳MPPT操控以进步新能源渗透率;柴油机组、微型燃气轮机采纳PQ操控,为体系供给稳态支撑;储能设备采纳V/f 操控为体系供给暂态支撑。
 
该模型特色在于:①不依靠于会集操控器;②完成新能源最大程度消纳;③不存在下垂操控安稳性较差的问题。但该模型中可控DG依照“就地补偿”或“就近补偿”的准则来分配负荷,如果邻近负荷较大或者可再生能源出力较小,可控DG易呈现过载的问题。
 
为处理文献[10]模型中可控DG简单过载的问题,本文在其基础上,树立了可控DG有功均衡操控模型。其完成计划如下:使用稀少通讯网络,经过街坊之间的点对点通讯,实时交流可控DG的有功/容量比信息,根据一致性算法断定下一操控周期的有功/容量比指令值,本地操控器根据该指令值核算其下一时间的有功输出。
 
该改善模型完好保留了文献[10]不依靠于会集式操控器、新能源最大程度消纳、安稳性高这些长处;一起克服了可控DG简单过载这一问题,完成了有功的大范围互济,对减小可控DG及储能容量装备,进步体系可靠性有重要意义。最终仿真验证了本文均衡操控的有效性、以及不同大小的通讯延时对均衡精度的影响。
 
正弦波逆变器微网双层网络模型图

图1  正弦波逆变器微网双层网络模型

为防止正弦波逆变器微网内DG过载的现象,进步可靠性,本文提出了一种DG有功输出按本身有功容量来分配负荷的计划。不依靠于中心操控器,而是经过部分通讯,根据本身信息及获取到的街坊信息来实时更新本身状况,作为可控DG的指令以实时调整有功输出。因为选用分布式操控办法,然后不存在因中心操控器“单点故障”导致大局溃散的危险。
仿真验证了所提均衡操控战略能够到达有功均衡的作用,处理了部分DG过载的问题,且体系电压和频率安稳;别的,评论了延时对体系的影响,延时较小对体系影响根本能够疏忽,而延时过大会使体系功能变差。 
本办法不足之处在于通讯量较大。后续将在本文基础上,减少通讯量,增强操控战略对通讯延时的鲁棒性。

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