一种基于功率振荡模态辨识的微电网协同控制方法与流程

本发明涉及微电网控制，更具体地说，它涉及一种基于功率振荡模态辨识的微电网协同控制方法。

背景技术：

1、交流微电网通常接入分布式电源变流器、储能变流器和负荷，各变流器经交流支路并联至公共交流母线。工程运行中，一次控制承担快速电压、电流调节，二次协同控制承担频率恢复、电压恢复以及有功、无功分担，控制参考通常由本机量、邻接量、公共母线量或全网汇总量生成。

2、多台变流器并联运行时，低频功率摆动会沿支路和公共交流母线耦合传播。若两条并联支路在同一摆动频段内呈反向输出，公共交流母线量测可能显示为较小波动，但两条支路之间仍存在往返功率，支路电流有效值、功率摆幅和容量裕度仍会受到影响。仅依赖公共交流母线合成量或邻接平均量时，控制器不易判断主要承受往返功率的支路对，抑振校正也可能分散到非主要支路。

3、工程上还需要使新增抑振处理与既有下垂一次控制、二次调频调压、容量限幅和通信周期兼容，不增加传感器种类，不改接线路和母线，并避免改变微电网总有功、总无功校正目标。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于功率振荡模态辨识的微电网协同控制方法，解决了背景技术中提出的技术问题。

2、一种基于功率振荡模态辨识的微电网协同控制方法，应用于多变流器并联公共交流母线的微电网，包括：

3、同步采集各并联支路的支路有功和支路无功以及母线电压和母线频率，形成数据窗口；

4、对支路有功进行功率振荡模态辨识，确定主导功率振荡模态和主导频率；

5、在主导频率处提取有功摆动、无功摆动、电压摆动和频率摆动，并由有功摆动相对于频率摆动的同向程度以及无功摆动相对于电压摆动的同向程度生成支路响应点；

6、依据任意两条并联支路的支路响应点的方向相反程度和强度接近程度确定回流闭合度，将最大非零回流闭合度对应的两条并联支路确定为回流支路对；

7、由常规有功校正和常规无功校正形成基础有功参考和基础无功参考；

8、根据回流支路对的有功摆动和无功摆动生成有功预校正和无功预校正；

9、根据回流支路对两端的有功限值、无功限值以及基础有功参考和基础无功参考确定有功对称余量和无功对称余量；

10、按照有功对称余量和无功对称余量分别对有功预校正和无功预校正进行同幅限幅，得到有功成对校正和无功成对校正，并将有功成对校正和无功成对校正叠加至基础有功参考和基础无功参考，得到最终有功参考和最终无功参考并下发至对应变流器。

11、为了实现上述的发明目的，本发明提供如下的技术方案。

12、与现有技术相比，本发明具有如下实质性特点和显著进步：

13、本发明基于既有支路有功、支路无功、母线电压和母线频率量测，在数据窗口内确定主导功率振荡模态，将公共交流母线处可能相互抵消的功率摆动定位到回流支路对，并在有功限值和无功限值范围内生成有功成对校正和无功成对校正。该处理使抑振指令直接作用于产生往返功率的两条并联支路，降低支路功率摆动和支路电流应力，同时保持附加有功量、附加无功量在回流支路对上的代数和为零，从而不改变常规二次控制形成的微电网总有功和总无功校正量。

1.一种基于功率振荡模态辨识的微电网协同控制方法，应用于多变流器并联公共交流母线的微电网，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于功率振荡模态辨识的微电网协同控制方法，其特征在于，形成所述数据窗口时，使所述支路有功、所述支路无功、所述母线电压和所述母线频率采用相同采样间隔和相同窗口点数，并保持所述支路有功、所述支路无功、所述母线电压和所述母线频率具有相同窗口起止时刻。

3.根据权利要求1所述的一种基于功率振荡模态辨识的微电网协同控制方法，其特征在于，形成所述数据窗口时，对所述支路有功、所述支路无功、所述母线电压和所述母线频率进行缺失点检查、异常点剔除和去直流分量处理，并对所述支路有功和所述支路无功进行拟分析频段的带通滤波；当所述支路有功、所述支路无功、所述母线电压和所述母线频率中的任一量测在所述数据窗口内缺失且不能由同一传感器的连续采样补齐时，当前数据窗口不参与控制更新。

4.根据权利要求1所述的一种基于功率振荡模态辨识的微电网协同控制方法，其特征在于，确定所述主导功率振荡模态和所述主导频率时，对各并联支路的所述支路有功执行prony拟合，获得各振荡分量的摆动幅值、衰减快慢、摆动频率和起始相位，根据所述衰减快慢和所述摆动频率获得阻尼比例，利用所述摆动幅值、所述衰减快慢、所述摆动频率和所述起始相位形成各振荡分量的重构结果，并根据所述重构结果计算各振荡分量的重构能量，将所述重构能量之和最大的振荡分量确定为所述主导功率振荡模态。

5.根据权利要求1所述的一种基于功率振荡模态辨识的微电网协同控制方法，其特征在于，生成所述支路响应点时，将所述有功摆动相对于所述频率摆动的同向程度和所述无功摆动相对于所述电压摆动的同向程度合并为具有方向和强度的可比较对象，并将该具有方向和强度的可比较对象作为所述支路响应点。

6.根据权利要求5所述的一种基于功率振荡模态辨识的微电网协同控制方法，其特征在于，确定所述回流闭合度时，使所述回流闭合度随两条并联支路的所述支路响应点的方向相反程度增大而增大，并随两条并联支路的所述支路响应点的强度接近程度增大而增大；当任一所述支路响应点不具有可比较强度时，与该支路响应点有关的所述回流闭合度记为零。

7.根据权利要求1所述的一种基于功率振荡模态辨识的微电网协同控制方法，其特征在于，当任意两条并联支路对应的回流闭合度均为零时，当前数据窗口不设置所述回流支路对，并停止执行生成所述有功预校正和所述无功预校正的步骤。

8.根据权利要求1所述的一种基于功率振荡模态辨识的微电网协同控制方法，其特征在于，对所述回流支路对生成所述有功预校正和所述无功预校正时，对所述回流支路对的两个有功摆动取有功半差，对所述回流支路对的两个无功摆动取无功半差，并利用有功抑振增益和无功抑振增益分别将所述有功半差和所述无功半差换算为所述有功预校正和所述无功预校正。

9.根据权利要求8所述的一种基于功率振荡模态辨识的微电网协同控制方法，其特征在于，进行所述同幅限幅时，按照所述有功对称余量对所述有功预校正进行限幅以得到所述有功成对校正，并按照所述无功对称余量对所述无功预校正进行限幅以得到所述无功成对校正，使限幅后的附加有功量代数和为零、限幅后的附加无功量代数和为零。

10.根据权利要求4所述的一种基于功率振荡模态辨识的微电网协同控制方法，其特征在于，下发所述最终有功参考和所述最终无功参考后，在下一数据窗口重新确定所述主导功率振荡模态、所述主导频率和所述回流支路对；当所述主导功率振荡模态的重构能量未降低或所述阻尼比例未改善时，继续更新所述有功成对校正和所述无功成对校正；当所述主导功率振荡模态的重构能量降低且所述阻尼比例改善时，将所述有功成对校正和所述无功成对校正平滑回零。