基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法
基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微网控制领域，尤其涉及一种基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法。
【背景技术】
[0002]随着分布式发电技术的蓬勃发展，微网技术受到了世界广泛关注，被认为是管理未来可能出现的地域分散、数目庞大的分布式资源(distributed resource, DR)最有效途径之一。当微网处于孤岛运行工况时，由于失去了大电网的支撑，如何保证高供电质量是需要解决的问题。
[0003]针对该问题，一种解决方案是增加串联或者并联补偿器来改善电压质量。然而，这些方案均需增加额外的设备投资。
[0004]另一方面，大量DR需通过接口变流器接入微网。这些接口变流器可作为潜在的分布式补偿源改善微网电能质量。针对微网孤岛运行工况下的不平衡问题，目前的控制策略主要有负序虚拟阻抗、负序虚拟电导和负序下垂控制等。然而，由于线路阻抗差异，这些方案很难同时兼顾电压质量和负序均流，并很少考虑不同DR的补偿能力和DR的即插即用需求。另外，目前方案也较难与传统电流源控制模式的可再生能源的接口变流器控制兼容。
【发明内容】
[0005]针对上述【背景技术】中提到的现有方法中难兼顾电压质量和负序均流等不足，本发明提出了一种基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法，包含两个控制层，一次控制采用本地控制器并通过Gossip算法实现不同DR的不平衡电流均衡控制和实现DR的即插即用功能，二次控制通过集中控制器实现微网电压不平衡度要求。该方法包括以下步骤:
[0008]步骤(I):集中控制器比较微网电压不平衡度与不平衡度指令，通过不平衡度控制器给出二次控制补偿量；
[0009]步骤(2):各DR本地控制器根据本节点的不平衡补偿能力对本节点不平衡电流进行归一化；
[0010]步骤(3):各DR通过Gossip算法将归一化不平衡电流信息传播到其他节点，DR根据得到的相邻节点信息和本节点信息计算归一化的不平衡电流平均值，再转化为实际不平衡电流，并与本节点不平衡电流进行比较得到本节点的不平衡补偿量；
[0011]步骤(4):电流源控制器型DR的本地控制器根据本节点不平衡补偿量进行补偿，电压源控制器型DR的本地控制器根据二次控制补偿量和本节点不平衡补偿量进行补偿。
[0012]进一步地，所述DR分成电压源控制型和电流源控制型，相应的集中控制器为电压源控制型本地控制器和电流源控制型本地控制器。
[0013]进一步地，步骤(I)中所述不平衡度控制器为比例积分控制器。
[0014]进一步地，步骤(2)中各DR根据DR容量、电流限制、当前正序有功功率、无功功率出力计算本节点的不平衡补偿能力。
[0015]本发明和现有技术相比，具有以下优点和效果:本发明简单有效，通过集中控制器，保证微网电压不平衡度在控制要求范围，实现其高电能质量；通过Gossip算法，实现不同DR间不平衡补偿量均衡分担。由于Gossip算法属于一种分布式通信算法，与DR的分布式特性相匹配，任意节点DR的退出和加入将不影响整体控制性能，从而实现了 DR的即插即用。另外，Gossip算法与传统不同类型DR的本地控制方法不冲突，较易在各种DR的本地控制器中，适用性好。本发明有效解决了传统不平衡补偿方法电能质量与不平衡电流均衡难兼顾、与电流源控制模式DR难兼容、灵活度低的问题。
【附图说明】
[0016]图1是本发明原理图，其中，uB为微网电压；Use。为二次控制补偿量。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
[0018]如图1所不，本发明提出了一种新的简单有效的在微网孤岛运彳丁时基于Gossip通信算法的实现微网电压不平衡补偿的方法，该方法通过集中控制器和分布式的Gossip通信算法，实现指定的微网电压不平衡度和各DR间不平衡电流的合理分担。
[0019]将DR分成电压源控制型和电流源控制型，相应的本地控制器为电压源控制型本地控制器和电流源控制型本地控制器。本实施实例以含有η个电压源控制型本地控制器和m个电流源控制型本地控制器为例。
[0020]本发明包括以下步骤:
[0021]步骤(I):集中控制器检测微网电压uB，计算微网电压不平衡度，并与要求的不平衡度指令进行比较，将差值送入不平衡度控制器如比例积分控制器(PI控制器)，通过PI控制调节输出所需的二次控制补偿量Usec;
[0022]步骤⑵:各DR本地控制器根据DR容量、电流限制、当前正序有功功率、无功功率出力计算本节点的不平衡补偿能力，并对本节点不平衡电流进行归一化处理；
[0023]步骤(3):各DR通过Gossip通信网与相邻节点进行通信，通过Gossip算法将归一化不平衡电流信息传播到其他节点，DR根据得到的相邻节点信息和本节点信息计算归一化的不平衡电流平均值，再根据各DR节点不平衡补偿能力转化为实际不平衡电流，并与本节点不平衡电流进行比较，差值输入不平衡电流控制器，通过其调节得到本节点的不平衡补偿量。
[0024]步骤(4):电流源控制型DR的本地控制器根据步骤(3)得到的本节点不平衡补偿量进行补偿。电压源控制型DR的本地控制器根据步骤⑴得到的二次控制补偿量U.和步骤(3)得到本节点不平衡补偿量进行补偿。
[0025]本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法，其特征在于:包含两个控制层，一次控制采用本地控制器并通过Gossip算法实现不同DR的不平衡电流均衡控制和DR的即插即用功能，二次控制通过集中控制器实现微网电压不平衡度要求。2.根据权利要求1所述的基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法，其特征在于:该方法包括以下步骤: 步骤(I):集中控制器比较微网电压不平衡度与不平衡度指令，通过不平衡度控制器给出二次控制补偿量； 步骤(2):各DR本地控制器根据本节点的不平衡补偿能力对本节点不平衡电流进行归一化； 步骤(3):各DR通过Gossip算法将归一化不平衡电流信息传播到其他节点，DR根据得到的相邻节点信息和本节点信息计算归一化的不平衡电流平均值，再转化为实际不平衡电流，并与本节点不平衡电流进行比较得到本节点的不平衡补偿量； 步骤⑷:电流源控制器型DR的本地控制器根据本节点不平衡补偿量进行补偿，电压源控制器型DR的本地控制器根据二次控制补偿量和本节点不平衡补偿量进行补偿。3.根据权利要求1所述的基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法，其特征在:于:所述DR分成电压源控制型和电流源控制型，相应的集中控制器为电压源控制型本地控制器和电流源控制型本地控制器。4.根据权利要求2所述的基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法，其特征在:步骤(I)中所述不平衡度控制器为比例积分控制器。5.根据权利要求2所述的基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法，其特征在:步骤(2)中各DR根据DR容量、电流限制、当前正序有功功率、无功功率出力计算本节点的不平衡补偿能力。
【专利摘要】本发明提供一种基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法，属于微网控制技术领域。该方法通过两个控制层实现，一次控制采用本地控制器并通过Gossip算法实现不同DR的不平衡电流均衡控制和实现DR的即插即用功能，二次控制通过集中控制器实现微网电压不平衡度要求。本发明解决了传统不平衡补偿方法电能质量与不平衡电流均衡难兼顾、与电流源控制模式DR难兼容、灵活度低的问题。
【IPC分类】H02J3/12
【公开号】CN104901313
【申请号】CN201510333511
【发明人】唐芬, 吴学智, 童亦斌, 荆龙
【申请人】北京亿利智慧能源科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月16日
【技术领域】
[0001]本发明属于微网控制领域，尤其涉及一种基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法。
【背景技术】
[0002]随着分布式发电技术的蓬勃发展，微网技术受到了世界广泛关注，被认为是管理未来可能出现的地域分散、数目庞大的分布式资源(distributed resource, DR)最有效途径之一。当微网处于孤岛运行工况时，由于失去了大电网的支撑，如何保证高供电质量是需要解决的问题。
[0003]针对该问题，一种解决方案是增加串联或者并联补偿器来改善电压质量。然而，这些方案均需增加额外的设备投资。
[0004]另一方面，大量DR需通过接口变流器接入微网。这些接口变流器可作为潜在的分布式补偿源改善微网电能质量。针对微网孤岛运行工况下的不平衡问题，目前的控制策略主要有负序虚拟阻抗、负序虚拟电导和负序下垂控制等。然而，由于线路阻抗差异，这些方案很难同时兼顾电压质量和负序均流，并很少考虑不同DR的补偿能力和DR的即插即用需求。另外，目前方案也较难与传统电流源控制模式的可再生能源的接口变流器控制兼容。
【发明内容】
[0005]针对上述【背景技术】中提到的现有方法中难兼顾电压质量和负序均流等不足，本发明提出了一种基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法，包含两个控制层，一次控制采用本地控制器并通过Gossip算法实现不同DR的不平衡电流均衡控制和实现DR的即插即用功能，二次控制通过集中控制器实现微网电压不平衡度要求。该方法包括以下步骤:
[0008]步骤(I):集中控制器比较微网电压不平衡度与不平衡度指令，通过不平衡度控制器给出二次控制补偿量；
[0009]步骤(2):各DR本地控制器根据本节点的不平衡补偿能力对本节点不平衡电流进行归一化；
[0010]步骤(3):各DR通过Gossip算法将归一化不平衡电流信息传播到其他节点，DR根据得到的相邻节点信息和本节点信息计算归一化的不平衡电流平均值，再转化为实际不平衡电流，并与本节点不平衡电流进行比较得到本节点的不平衡补偿量；
[0011]步骤(4):电流源控制器型DR的本地控制器根据本节点不平衡补偿量进行补偿，电压源控制器型DR的本地控制器根据二次控制补偿量和本节点不平衡补偿量进行补偿。
[0012]进一步地，所述DR分成电压源控制型和电流源控制型，相应的集中控制器为电压源控制型本地控制器和电流源控制型本地控制器。
[0013]进一步地，步骤(I)中所述不平衡度控制器为比例积分控制器。
[0014]进一步地，步骤(2)中各DR根据DR容量、电流限制、当前正序有功功率、无功功率出力计算本节点的不平衡补偿能力。
[0015]本发明和现有技术相比，具有以下优点和效果:本发明简单有效，通过集中控制器，保证微网电压不平衡度在控制要求范围，实现其高电能质量；通过Gossip算法，实现不同DR间不平衡补偿量均衡分担。由于Gossip算法属于一种分布式通信算法，与DR的分布式特性相匹配，任意节点DR的退出和加入将不影响整体控制性能，从而实现了 DR的即插即用。另外，Gossip算法与传统不同类型DR的本地控制方法不冲突，较易在各种DR的本地控制器中，适用性好。本发明有效解决了传统不平衡补偿方法电能质量与不平衡电流均衡难兼顾、与电流源控制模式DR难兼容、灵活度低的问题。
【附图说明】
[0016]图1是本发明原理图，其中，uB为微网电压；Use。为二次控制补偿量。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
[0018]如图1所不，本发明提出了一种新的简单有效的在微网孤岛运彳丁时基于Gossip通信算法的实现微网电压不平衡补偿的方法，该方法通过集中控制器和分布式的Gossip通信算法，实现指定的微网电压不平衡度和各DR间不平衡电流的合理分担。
[0019]将DR分成电压源控制型和电流源控制型，相应的本地控制器为电压源控制型本地控制器和电流源控制型本地控制器。本实施实例以含有η个电压源控制型本地控制器和m个电流源控制型本地控制器为例。
[0020]本发明包括以下步骤:
[0021]步骤(I):集中控制器检测微网电压uB，计算微网电压不平衡度，并与要求的不平衡度指令进行比较，将差值送入不平衡度控制器如比例积分控制器(PI控制器)，通过PI控制调节输出所需的二次控制补偿量Usec;
[0022]步骤⑵:各DR本地控制器根据DR容量、电流限制、当前正序有功功率、无功功率出力计算本节点的不平衡补偿能力，并对本节点不平衡电流进行归一化处理；
[0023]步骤(3):各DR通过Gossip通信网与相邻节点进行通信，通过Gossip算法将归一化不平衡电流信息传播到其他节点，DR根据得到的相邻节点信息和本节点信息计算归一化的不平衡电流平均值，再根据各DR节点不平衡补偿能力转化为实际不平衡电流，并与本节点不平衡电流进行比较，差值输入不平衡电流控制器，通过其调节得到本节点的不平衡补偿量。
[0024]步骤(4):电流源控制型DR的本地控制器根据步骤(3)得到的本节点不平衡补偿量进行补偿。电压源控制型DR的本地控制器根据步骤⑴得到的二次控制补偿量U.和步骤(3)得到本节点不平衡补偿量进行补偿。
[0025]本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法，其特征在于:包含两个控制层，一次控制采用本地控制器并通过Gossip算法实现不同DR的不平衡电流均衡控制和DR的即插即用功能，二次控制通过集中控制器实现微网电压不平衡度要求。2.根据权利要求1所述的基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法，其特征在于:该方法包括以下步骤: 步骤(I):集中控制器比较微网电压不平衡度与不平衡度指令，通过不平衡度控制器给出二次控制补偿量； 步骤(2):各DR本地控制器根据本节点的不平衡补偿能力对本节点不平衡电流进行归一化； 步骤(3):各DR通过Gossip算法将归一化不平衡电流信息传播到其他节点，DR根据得到的相邻节点信息和本节点信息计算归一化的不平衡电流平均值，再转化为实际不平衡电流，并与本节点不平衡电流进行比较得到本节点的不平衡补偿量； 步骤⑷:电流源控制器型DR的本地控制器根据本节点不平衡补偿量进行补偿，电压源控制器型DR的本地控制器根据二次控制补偿量和本节点不平衡补偿量进行补偿。3.根据权利要求1所述的基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法，其特征在:于:所述DR分成电压源控制型和电流源控制型，相应的集中控制器为电压源控制型本地控制器和电流源控制型本地控制器。4.根据权利要求2所述的基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法，其特征在:步骤(I)中所述不平衡度控制器为比例积分控制器。5.根据权利要求2所述的基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法，其特征在:步骤(2)中各DR根据DR容量、电流限制、当前正序有功功率、无功功率出力计算本节点的不平衡补偿能力。
【专利摘要】本发明提供一种基于Gossip通信算法的微网电压不平衡补偿方法，属于微网控制技术领域。该方法通过两个控制层实现，一次控制采用本地控制器并通过Gossip算法实现不同DR的不平衡电流均衡控制和实现DR的即插即用功能，二次控制通过集中控制器实现微网电压不平衡度要求。本发明解决了传统不平衡补偿方法电能质量与不平衡电流均衡难兼顾、与电流源控制模式DR难兼容、灵活度低的问题。
【IPC分类】H02J3/12
【公开号】CN104901313
【申请号】CN201510333511
【发明人】唐芬, 吴学智, 童亦斌, 荆龙
【申请人】北京亿利智慧能源科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月16日
最新回复(0)