分布式能源微电网调峰控制方法研究

王德真

(许昌电气职业学院，河南 许昌 461000)

0 引言

电力供电规模的扩大，需构建分布式能源微电网控制模型，结合电力系统的稳定性调节方法，进行分布式能源微电网调峰控制，建立分布式能源微电网调峰控制稳态跟踪模型，通过模糊约束方法，进行分布式能源微电网调峰控制，提高分布式能源微电网调峰性能，在进行分布式能源微电网调峰控制过程中，受到分布式能源微电网调峰差异性因素的影响，导致分布式能源微电网调峰控制能力不好，降低了分布式能源微电网的稳定性，研究分布式能源微电网调峰控制方法，在提高分布式能源微电网的稳定性方面具有重要意义。本文提出基于节点电压幅值调制的分布式能源微电网调峰控制方法。构建分布式能源微电网调峰控制约束参数模型，建立分布式能源微电网调峰的稳定约束模型[1，2]，结合节点电压幅值调制方法，实现分布式能源微电网调峰控制。最后进行仿真实验分析，得出有效性结论。

1 分布式能源微电网调峰控制

1.1 获取调峰控制约束参数

假设分布式能源微电网的融合电流分布集满足：

isec(θ/ω0)=0

(1)

式中，θ表示负载电流波动角度；ω0表示电流初始角速度，在输出功率预测值小于调度值的条件下，得到分布式能源微电网的负载电流：

〈|isec(t)|〉=〈i0〉

(2)

分布式能源微电网的整流电压vi满足稳态特征约束条件，得到收敛值[3]：

vi(t)-nxvsec(t)=vcx(t)+vlx(t)

(3)

利用VDC表示直流电源电压，进而计算出不同调度模式下的稳态电压，表示为：

(4)

根据滚动策略和反馈校正方法，得到分布式能源微电网调峰参数：

ipri(t)≅Iprisin(ωt-α)

(5)

式中，α表示电流波动周期，在分布式能源微电网调峰控制参数变化条件下，得到分布式能源微电网调峰最大电感Lmx的电流为：

(6)

采用整流滤波方法，得到分布式能源微电网调峰输出电压vsec为：

vsec(t)=Voutsign[sin(ωt-θ)]

(7)

瞬态电流为：

isec(t)=nx[ipri(t)-iLmx(t)]

(8)

在连续启停调峰调控下，即可得到电流非参数核密度估计值为：

(9)

Vo=RloadIo

(10)

其中：

x=α-θ

(11)

在微电网特征分析支持下，分析分布式能源微电网的有功功率响应特征进行分布式能源微电网调峰输出稳态性，

1.2 基于参数融合的调峰参数控制模型

搜索大量的热稳定临界点进行分布式能源微电网调峰参数融合[4,5]，建立分布式能源微电网调峰的稳定约束模型，结合节点电压幅值调制方法，进行分布式能源微电网调峰控制电枢转换，为：

(12)

式中，Fm为分布式能源微电网调峰动势，Ag为分布式能源微电网调峰的输出稳态特征解，R为绕组，每分布式能源微电网调峰参数融合计算为：

(13)

(14)

(15)

假设μr1和μr2为1，则分布式能源微电网调峰参数控制模型为：

(16)

最后，考虑到漏磁系数k1[6]，得到分布式能源微电网调峰参数多尺度识别结果为：

(17)

(18)

(19)

式中，δ为经验值[7-8]。根据上述分析，进行分布式能源微电网调峰参数融合处理，提高分布式能源微电网调峰控制能力[9，10]。

1.3 调峰控制的实现

建立分布式能源微电网调峰的稳定约束模型，结合节点电压幅值调制方法，实现分布式能源微电网调峰控制[11]，则合同电量为E=vl×B。令v=rωr，r=rr+lg，B=kβk1Bg，l=lskfkcAw/Ac则：

(20)

式中，ωr为多场景下分布式能源微电网调峰约束参照值，Ac为分布式能源微电网调峰电流，表示为I=AcJcu，停机最小持续时间约束电压为：V=E+RI，其中R为绕组电阻。因此：

(21)

式中，ρ为分布式能源微电网调峰的变化率，ket=1+πγ(rr+lg+lw)/(pls)，表示分布式能源微电网调峰峰组。输入机组组合的计算时间尺度P=VI与Ac[12]，分布式能源微电网调峰绕组为：

(22)

与分布式电源机组群开、停机安排下，可以得到直流潮流的机组的惯性转矩满足：

(23)

如果不满足不等式约束，则分布式能源微电网调峰最大转速下降[13]。建立分布式能源微电网调峰的稳定约束模型，结合节点电压幅值调制方法，实现分布式能源微电网调峰控制[14]。

2 仿真测试分析

为了验证本文方法在实现分布式能源微电网调峰控制的性能，进行仿真测试分析，设定电源的功率为300 MW，稳态功率为230 MW，直流电感为12 mH，交流电网频率为50 Hz，根据上述参数设定，进行分布式能源微电网调峰控制。

由图1得知，采用该方法进行分布式能源微电网调峰控制的稳定性较好，提高了分布式能源微电网的输出稳定性。

图1 分布式能源微电网调峰控制

在能源微电网调峰过程中，其方法负荷跟踪能力是一个关键性评估指标，负荷跟踪能力越强，其调峰精度越高，也就是方法灵活性越好。好的负荷跟踪能力是实现电网高精度调峰的必要条件。以文献[3]研究成果作为对照实验组，对比测试传统方法和所提方法的微电网负荷跟踪效果，图2中的水平直线为不同方法的初始负荷检测数值标定线。

图2实验结果显示，在微电网运行过程中，所提方法的负荷跟踪曲线变化趋势更接近实际负荷变化，这说明所提方法具有更好的负荷跟踪能力，进一步验证了在控制参数融合促进作用下，所提方法具有更优调峰效果。

3 结论

(1) 通过模糊约束方法，进行分布式能源微电网调峰控制，提高分布式能源微电网调峰性能，本文提出基于节点电压幅值调制的分布式能源微电网调峰控制方法。

(2) 构建分布式能源微电网调峰控制约束参数模型，根据分布式能源微电网的有功功率响应特征进行分布式能源微电网调峰输出稳态性分析，建立分布式能源微电网调峰有功功率约束参数模型，搜索大量的热稳定临界点进行分布式能源微电网调峰参数融合，建立分布式能源微电网调峰的稳定约束模型，结合节点电压幅值调制方法，实现分布式能源微电网调峰控制。

(3) 该方法进行分布式能源微电网调峰控制的稳定性较好，自动控制能力较强。

图2 不同调峰方法的负荷跟踪准确性测试结果