一种区域并离网多发电单元控制装置及其方法与流程

1.本技术涉及电力系统保护与控制技术领域，尤其涉及一种区域并离网多发电单元控制装置及其方法。


背景技术：

2.近年来随着可再生能源发电技术、储能技术及负荷控制技术的迅猛发展，大量的分布式可再生能源发电等大量电力电子设备接入400v低压配电网，组建可再生能源微电网系统。为减少因停电而带来的损失和保障重要负荷供电可靠性需求，微电网要求具备并/离网双模式运行功能。
3.随着科技发展和大规模分布式电源接入配电网，电网潮流发生改变，负荷结构也趋向复杂化发展，主要表现为大量的容性负荷和感性负荷接入低压配电网。微电网在并网模式下，由于有主电网钳制作用，基本可以保持电网电压、频率稳定，保障负荷稳定运行。当离网运行时，系统脱离主电网钳制，自主支撑负荷运行，微电网区域所发生的供电电压与频率的不稳定性质会对用电设备带来破坏。低压配电网中接入微电网的多种负荷设备不具备实时感知电网变化情况，负荷快速投入和切出时，可能引起微电网电压失稳。例如用电高峰时，负荷设备大量投入微电网，引起微电网电压下降，当微电网中的分布式电源和储能系统无法支持系统电压稳定时，为预防发生电气设备损坏等情况，应该采取切负荷的措施保证系统安全。
4.目前设备保护装置主要依靠被动式检测配电网过/欠压、过/欠频等相关电量变化情况确定是否发生保护动作。被动法是根据经验来划定过/欠频、过/欠压的界限，是在灵敏性与可靠性之间的权衡，往往是检测盲区和误动作区共同存在。此外，为避免短路故障影响，负荷保护装置一般需要设置一定的延时，导致通信数据正确率低并且无法适应新一代智能化电网建设需求。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种区域并离网多发电单元控制装置及其方法，以解决多发电单元投切装置仅依靠被动式检测配电网过/欠压、过/欠频等相关电量变化情况确定是否发生保护动作以及通信数据正确率低的问题。
6.本技术一方面提供了一种区域并离网多发电单元控制装置，包括控制模块、载波接收模块、短路监测模块、接触器驱动模块、多接口多协议通讯模块、电压传感器、若干个电流传感器和若干个接触器；本技术外部连有多个发电单元；
7.若干个所述接触器的输入端均与电网连接，且与所述电压传感器并联；若干个所述接触器的输出端一一串联若干个所述电流传感器；所述接触器经所述电流传感器与外部发电单元连接；
8.若干个所述电流传感器的输出端均与所述短路监测模块的输入端连接；所述短路监测模块的输出端与所述控制模块的输入端连接；
9.所述接触器驱动模块与若干个所述接触器的控制端连接；所述接触器驱动模块的输入端与所述控制模块的输出端连接；所述接触器驱动模块的控制端与所述短路监测模块的控制端连接；
10.所述载波接收模块的输入端与电网连接，所述载波接收模块的输出端与所述控制模块的输入端连接；
11.所述多接口多协议通讯模块包括多个通讯接口，每个所述通讯接口与对应的外部发电单元连接，所述多接口多协议通讯模块的输出端与控制模块连接。
12.另一方面，提供了一种区域并离网多发电单元控制方法，所述方法应用于所述一种区域并离网多发电单元控制装置，所述包括以下步骤：
13.通过电压传感器和电流传感器实时监测每个发电单元端口的电流及出口电压，确定每个发电单元的发电功率，以便于确定每个发电单元工作状态；
14.根据所述发电功率对每个发电单元增减功率进行预分析；
15.根据分析结果建立发电单元输出的协议代码；
16.当接收到离网控制命令时，根据分析结果对每个发电单元进行增减功率输出和控制代码输出；
17.当接收到并网控制命令时，将每个发电单元的发电功率由大到小排序，按照排序依次投入运行。
18.可选的，所述预分析包括以下步骤：
19.获取发电单元当前时刻和历史时刻的发电功率和电压曲线，得到不同时间段的电压变化与单位发电功率的系数；
20.在并网条件下，以15分钟为一时段得到当前时刻和历史时刻发电功率最大值、电压最低值和电压最高值；
21.根据所述发电功率最大值、电压最低值和电压最高值计算保障输出电流。
22.可选的，所述当接收到离网控制命令时包括若所述出口电压u
ac
大于等于上限电压系数δu与上限标准u
ugb
的乘积，即u
ac
≥δu·uugb
时，计算出口电压u
ac
减去上限电压系数δu与上限标准u
ugb
的乘积，得到超出电压δu
ac
＝u
ac-δu·uugb
，考虑得到微电网电压升高与无功功率减少有关，当功率因数α≤0.8时容性负荷有功功率大，感性无功功率小，由此提高感性无功功率，控制器依据当前时间段的单位发电无功功率的电压变化系数计算提高发电单元输出总无功功率即可控多发电单元实时读取每个发电单元的功率因数α，并对每个发电单元的功率因数α≤0.8进行筛选，将把所筛选出的发电单元输出功率重新排列，即p
α≤0.8_1
，p
α≤0.82
……
p
α≤0.8_n
及求和∑p
α≤0.8_i
。并通过提高发电单元输出无功功率q
fn
与发电单元输出功率求和∑p
α≤0.8_i
之比，得到每个发电单元输出无功功率分配系数依据每个发电单元输出无功功率分配系数q
fi
与每个发电单元当前输出功率的乘积计算，得到当前时刻每个发电单元分配输出无功功率，即q
′1＝q
fi
×
p
α≤0.8
_1；q
′2＝q
fi
×
p
α≤0.8
_2；
……q′n＝q
fi
×
p
α≤0.8_n
，此时分配的输出无功功率原则为：发电单元当前输出功率越大，分配的无功功率越大。
23.其中，q
′1为发电单元1分配无功输出功率；q
′2为发电单元2分配无功输出功率；q
′n为发电单元n分配无功输出功率；q
fi
为无功功率分配系数；q
fn
为提高发电单元总的输出无功功率；p
α≤0.8_1
，p
α≤0.8_2
……
p
α≤0.8_n
为所筛选出的重新排列发电单元输出功率；εq为单位发电无功功率的系数；δuo为单位发电无功功率的电压变化量。
24.由此控制器依据重新排列发电单元对应控制输出无功功率；当出口电压u
ac
趋于稳定在u
ac
±
5％≤δu.u
ugb
时，发电单元继续维持并跟踪当前电网电压输出功率。
25.当所有发电单元的功率因数α＞0.8时，
26.依据发电单元由远到近顺序，通过通讯模块发出减少10％发电输出功率。
27.依据发电单元由远到近顺序，控制装置发出减少发电输出功率；当出口电压u
ac
趋于稳定在u
ac
±
5％≤δu.u
ugb
时，发电单元继续维持并跟踪当前电网电压输出功率。
28.可选的，所述当接收到并网控制命令时包括若出口电压u
ac
小于等于下限电压系数δ
l
与下限标准u
lgb
，即u
ac
≤δ
l
·ulgb
时，得到超出电压δu
ac
＝δ
l
·ulgb-u
ac
，考虑得到微电网电压降低与无功功率减少有关，当功率因数α≤-0.8时感性负荷大，容性无功功率小，由此提高容性无功功率，控制器依据当前时间段的电压变化与单位发电无功功率的系数εq，计算提高发电单元输出总无功功率即可控多发电单元实时读取每个发电单元的功率因数α，并对每个发电单元的功率因数α≤-0.8进行筛选，将把所筛选出的发电单元输出功率重新排列，即p
α≤-08_1
，p
α≤-082
……
p
α≤-08_n
及求和∑p
α≤-08_i
。并通过提高发电单元输出无功功率q
fn
与发电单元输出功率求和∑p
α≤-0.8_i
之比，得到每个发电单元输出无功功率分配系数依据每个发电单元输出无功功率分配系数q
fi
与每个发电单元当前输出功率的乘积计算，得到当前时刻每个发电单元分配输出无功功率，即q
′1＝q
fi
×
p
α≤-0.8_1
；q
′2＝q
fi
×
p
α≤-0.8_2
；
……q′n＝q
fi
×
p
α≤-0.8_n
，此时分配的输出无功功率原则为：发电单元当前输出功率越大，分配的无功功率越大。
29.由此控制器通过通讯模块并依据重新排列发电单元对应控制输出无功功率协议代码。
30.当可控多发电单元中的控制器监测出口电压u
ac
趋于稳定在u
ac
±
5％≥δ
l
.u
lgb
时，发电单元继续维持并跟踪当前电网电压输出功率。
31.其中，u
ac
为控制器监测出口电压；δ
l
为电压下限波动范围系数；u
lgb
为电压下限标准；q
′1为发电单元1分配无功输出功率；q
′2为发电单元2分配无功输出功率；q
′n为发电单元n分配无功输出功率；q
fi
为无功功率分配系数；q
fn
为提高发电单元总的输出无功功率；p
α≤-0.8_1
，p
α≤-0.8_2
……
p
α≤-0.8_n
为所筛选出的重新排列发电单元输出功率；εq为单位发电无功功率的系数。
32.由以上技术方案可知，本技术提供了一种区域并离网多发电单元控制装置及其方法，控制装置包括控制模块、载波接收模块、短路监测模块、接触器驱动模块、多接口多协议通讯模块、电压传感器、若干个电流传感器和若干个接触器；方法包括通过电压传感器和电流传感器实时监测每个发电单元端口的电流及出口电压，确定每个发电单元的发电功率；根据发电功率对每个发电单元增减功率进行预分析；建立发电单元输出的协议代码；当接收到离网控制命令时，对每个发电单元进行增减功率和控制代码输出；当接收到并网控制
命令时，将每个发电单元的发电功率由大到小排序，按照排序依次投入运行。本技术可以实现快速响应，减小分布式发电系统对电网的冲击，保障配电网安全稳定运行。
附图说明
33.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为一种区域并离网多发电单元控制装置结构示意图；
35.图2为一种区域并离网多发电单元控制方法流程示意图。
具体实施方式
36.下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的系统和方法的示例。
37.参见图1，为一种区域并离网多发电单元控制装置的结构示意图。本技术提供了一种区域并离网多发电单元控制装置，包括控制模块、载波接收模块、短路监测模块、接触器驱动模块、多接口多协议通讯模块、电压传感器、若干个电流传感器和若干个接触器；
38.若干个所述接触器的输入端均与电网连接，且与所述电压传感器并联；若干个所述接触器的输出端一一串联若干个所述电流传感器；所述接触器经所述电流传感器与外部发电单元连接；
39.若干个所述电流传感器的输出端均与所述短路监测模块的输入端连接；所述短路监测模块的输出端与所述控制模块的输入端连接；
40.所述接触器驱动模块与若干个所述接触器的控制端连接；所述接触器驱动模块的输入端与所述控制模块的输出端连接；所述接触器驱动模块的控制端与所述短路监测模块的控制端连接；
41.所述载波接收模块的输入端与电网连接，所述载波接收模块的输出端与所述控制模块的输入端连接；
42.所述多接口多协议通讯模块包括多个通讯接口，每个所述通讯接口与对应的外部发电单元连接，所述多接口多协议通讯模块的输出端与控制模块连接。
43.进一步地，接触器驱动模块包括闭锁控制端，所述闭锁控制端与短路监测模块的闭锁控制端连接，当某一发电单元故障短路时快速断开与电网连接，并将故障状态锁定。当短路监测模块监测故障排除，短路监测模块闭锁控制端变为解除状态。所述短路监测模块可以监测发电单元或发电设备等是否发生短路，当监测有短路时控制装置首先控制接触器驱动模块控制接触器断开，同时向控制模块发出短路状态信号，控制模块闭锁并通过led灯光闪烁提示。当短路监测模块监测无短路状态时，控制模块解锁控制接触器驱动模块将接触器接通，同时led灯光为常亮提示，提示曾经可控多发电单元发生过短路。
44.区域并离网多发电单元控制方法工作原理如下：
45.1、初始化设定，包括发电单元类型(光伏：组串型、并网型、容量、数量和与并网点
的距离；风电：单机容量、数量；所有的发电单元都具有无功调节功能)；将每小时以15分钟划分为4个时间段，在每个时间段中初始设置单位发电功率的电压变化系数和单位发电无功功率的电压变化系数，随着数据量的增加自学习迭代出新最佳的单位发电功率的电压变化系数和单位发电无功功率的电压变化系数
46.2、监测多发电单元工作状态及输出功率
47.区域并离网多发电单元控制器通过每个控制开关回路串接电流传感器和总的出口并联的电压传感器，实时监测每一路发电单元的发电功率，确定每台发电单元工作状态。
48.3、预测分析发生离网时刻的多发电单元增减电流
49.为防止在离网时刻由于所有多发电单元同时发电，功率输出无法外送，造成电网电压发生突变，由此在并网工作状态时，可控多发电单元控制中的控制器依据当前时刻和历史数据进行多发电单元工作功率及状态预分析，为避免在离网过程电网电压发生急剧变化，依据历史同期发电功率和电压曲线，分析出不同时间段的单位发电功率的电压变化系数和单位发电无功功率的电压变化系数并以15分钟为一时段分别找出历史同期多发电单元功率最大值p
max
＝max(p
t1
，p
t2
…
p
t15
)微电网电压最低u
min
＝min(u
t1
，u
t2
…ut15
)和电压最高u
max
＝max(u
t1
，u
t2
…ut15
)，当说明微电网线路负荷最大，当说明微电网线路负荷最小，此电流为最小负荷情况下的上网电流。控制器读取当前时刻所有发电单元的输出电流，并求和电流∑in，当i
min
≤∑in≤i
max
时，将求和电流∑in减去最小上网电流得到当微电网离网时刻的所有发电单元总得输出电流if＝∑i
n-i
min
，由此得到每个发电单元离网时刻的电流分配系数由此通过每个发电单元离网时刻输出电流的分配系数与每个发电单元当前输出电流的乘积计算，得到未来离网时刻每个发电单元分配输出电流，即i
′1＝i
fn
×
i1；i
′2＝i
fn
×
i2；
……i′n＝i
fn
×in
。
50.其中，i
′1为发电单元1分配输出电流；i
′2为发电单元2分配输出电流；i
′n为发电单元n分配输出电流；if为微电网离网时刻所有发电单元总的输出电流；i
fn
为每个发电单元离网时刻的电流分配系数；εq单位发电无功功率的电压变化系数。
51.由此建立关闭或减功率输出对应发电单元的协议代码，当发生离网运行时控制器依据分析结果，将通过通讯模块对多发电单元发出对应分配输出电流协议代码。
52.其中，u
t1
为历史同期15分钟段的第1分钟电压；u
t2
为历史同期15分钟段的第2分钟电压；u
t15
为历史同期15分钟段的第15分钟电压；p
t1
为历史同期15分钟段的第1分钟功率；p
t2
为历史同期15分钟段的第2分钟功率；p
t15
为历史同期15分钟段的第15分钟功率；i
max
为历史同期15分钟段内最大电流；p
max
为历史同期15分钟段内最大功率；u
min
为历史同期15分钟段内最小电压；u
max
为历史同期15分钟段内最大电压；i
min
为历史同期15分钟段内最小电流；
53.4、多发电单元增减输出无功功率控制
54.当可控多发电单元接收到受离网控制命令时，控制器快速响应，按预测分析发生
离网时刻的多发电单元增减功率输出，并通过通讯模块对应发电单元输出控制代码，保证离网瞬间微电网的电压稳定。
55.①
当可控多发电单元中的控制器监测出口电压u
ac
≥δu·uugb
时；
56.在执行离网控制命令后，当可控多发电单元中的控制器监测出口电压u
ac
大于等于上限电压系数δu与上限标准u
ugb
的乘积，即u
ac
≥δu·uugb
时，计算出口电压u
ac
减去上限电压系数δu与上限标准u
ugb
的乘积，得到超出电压δu
ac
＝u
ac-δu·uugb
，考虑得到微电网电压升高与无功功率减少有关，当功率因数α≤0.8时容性负荷有功功率大，感性无功功率小，由此提高感性无功功率，控制器依据当前时间段的电压变化与单位发电无功功率的电压变化系数计算提高发电单元输出总无功功率即可控多发电单元实时读取每个发电单元的功率因数α，并对每个发电单元的功率因数α≤0.8进行筛选，将把所筛选出的发电单元输出功率重新排列，即p
α≤0.8_1
，p
α≤0.8_2
……
p
α≤0.8_n
及求和∑p
α≤0.8_i
。并通过提高发电单元输出无功功率q
fn
与发电单元输出功率求和∑p
α≤0.8_i
之比，得到每个发电单元输出无功功率分配系数依据每个发电单元输出无功功率分配系数q
fi
与每个发电单元当前输出功率的乘积计算，得到当前时刻每个发电单元分配输出无功功率，即q
′1＝q
fi
×
p
α≤0.8_1
；q
′2＝q
fi
×
p
α≤0.8_2
；
……q′n＝q
fi
×
p
α≤0.8_n
，此时分配的输出无功功率原则为：发电单元当前输出功率越大，分配的无功功率越大。
57.其中，q
′1为发电单元1分配无功输出功率；q
′2为发电单元2分配无功输出功率；q
′n为发电单元n分配无功输出功率；q
fi
为无功功率分配系数；q
fn
为提高发电单元总的输出无功功率；p
α≤0.8_1
，p
α≤0.8_2
……
p
α≤0.8_n
为所筛选出的重新排列发电单元输出功率；εq为单位发电无功功率的系数；δuq为单位发电无功功率的电压变化量。
58.由此控制器依据重新排列发电单元对应控制输出无功功率；当出口电压u
ac
趋于稳定在u
ac
±
5％≤δu.u
ugb
时，发电单元继续维持并跟踪当前电网电压输出功率。
59.当所有发电单元的功率因数α＞0.8时，
60.依据发电单元由远到近顺序，通过通讯模块发出减少10％发电输出功率。
61.当可控多发电单元中的控制器监测出口电压u
ac
趋于稳定在u
ac
±
5％≤δuu
ugb
时，每台发电单元将维持或跟踪当前电网电压输出功率。
62.其中，u
ac
为控制器监测出口电压；δu为电压上限波动范围系数；u
ugb
为电压上限标准；ε为历史同期单位发电功率电压增加系数；δu为历史同期单位发电功率电压增加值。δu
ac
为电压u
ac
超出电压系数δu与上限标准u
ugb
乘积的差；；
63.②
当可控多发电单元中的控制器监测出口电压u
ac
≤δ
l
·ulgb
时；
64.当可控多发电单元中的控制器监测出口电压u
ac
波动小于等于下限电压系数δ
l
与下限标准u
lgb
，即u
ac
≤δ
l
·ulgb
时，将电压系数δ
l
与上限标准u
lgb
的乘积结果与电网电压u
ac
进行差值计算，得到超出电压δu
ac
＝δ
l
·ulgb-u
ac
，考虑得到微电网电压降低与无功功率减少有关，当功率因数α≤-0.8时感性负荷大，容性无功功率小，由此提高容性无功功率，控制器依据当前时间段的电压变化与单位发电无功功率的电压变化系数εq，计算提高发电单元输出总无功功率即可控多发电单元实时读取每个发电单元的功率因数α，并对
每个发电单元的功率因数α≤-0.8进行筛选，将把所筛选出的发电单元输出功率重新排列，即p
α≤-0.8_1
，p
α≤-0
.
8_2
……
p
α≤-0.8_n
及求和∑p
α≤-0.8_i
。并通过提高发电单元输出无功功率q
fn
与发电单元输出功率求和∑p
α≤-0.8_i
之比，得到每个发电单元输出无功功率分配系数依据每个发电单元输出无功功率分配系数q
fi
与每个发电单元当前输出功率的乘积计算，得到当前时刻每个发电单元分配输出无功功率，即q
′1＝q
fi
×
p
α≤-0.8_1
；q
′2＝q
fi
×
p
α≤-0.8_2
；
……q′n＝q
fi
×
p
α≤-0.8_n
，此时分配的输出无功功率原则为：发电单元当前输出功率越大，分配的无功功率越大。
65.由此控制器通过通讯模块并依据重新排列发电单元对应控制输出无功功率协议代码。
66.③
当可控多发电单元中的控制器监测出口电压u
ac
趋于稳定在u
ac
±
5％≥δ
lulgb
时，每台发电单元将维持或跟踪当前电网电压输出功率。
67.其中，u
ac
为控制器监测出口电压；δ
l
为电压下限波动范围系数；u
lgb
为电压下限标准；q
′1为发电单元1分配无功输出功率；q
′2为发电单元2分配无功输出功率；q
′n为发电单元n分配无功输出功率；q
fi
为无功功率分配系数；q
fn
为提高发电单元总的输出无功功率；p
α≤-0.8_1
，p
α≤-0.8_2
……
p
α≤-0.8_n
为所筛选出的重新排列发电单元输出功率；εq为单位发电无功功率的电压变化系数。
68.5、投入多发电单元控制
69.①
当可控多发电单元接收到并网控制命令时，将多发电单元控制器中的发电单元由大到小的发电功率依次投入运行。
70.进一步地，参见图2，为一种区域并离网多发电单元控制方法流程示意图。将对上述本技术提供的工作原理进行进一步地陈述，首先对发电设备进行初始化设定，包括：
71.1)光伏：组串型、并网型、容量、数量和与并网点的距离；
72.2)风电：单机容量和数量；
73.3)负荷属性：负荷类型感性、容性、阻性和功率；
74.4)所有的发电单元都具有无功调节功能；
75.接着，将每小时平均划分为n个时间段，在时间段中初始设置单位发电有功功率的电压变化系数和单位发电无功功率的电压变化系数，根据增加的数据量自适应迭代控制出目标单位发电有功功率的电压变化系数和单位发电无功功率的电压变化系数。具体地，将每小时以15分钟划分为4个时间段，在每个时间段中初始设置单位发电有功功率电压变化系数和单位发电无功功率的电压变化系数随着数据量的增加自学习迭代出新最佳的单位发电有功功率的电压变化系数和单位发电无功功率的电压变化系数
76.控制器通过每个控制开关回路连接的电压传感器和电流传感器实时监测每个发电单元端口的电流及出口电压，确定每个发电单元的发电功率；
77.控制器中的控制器通过每个控制开关回路串接电流传感器和总的出口并联的电
压传感器，实时监测每一路发电单元的发电功率，确定每台发电单元工作状态。
78.预测分析发生离网时刻的多发电单元增减电流；
79.进一步地，为防止在离网时刻由于所有多发电单元同时发电，功率输出无法外送，造成电网电压发生突变，由此在并网工作状态时，控制器需依据当前时刻和历史时刻对每个发电单元进行工作功率及状态预分析，为避免在离网过程电网电压发生急剧变化。
80.依据历史同期发电功率和电压曲线，分析出不同时间段的单位发电有功功率的电压变化系数和单位发电无功功率的电压变化系数并以15分钟为一时段分别找出历史同期多发电单元功率最大值p
max
＝max(p
t1
，p
t2
...p
t15
)，微电网电压最低u
min
＝min(u
t1
，u
t2
...u
t15
)和电压最高u
max
＝max(u
t1
，u
t2
...u
t15
)。
81.其中，u
t1
为历史同期15分钟段的第1分钟电压；u
t2
为历史同期15分钟段的第2分钟电压；u
t15
为历史同期15分钟段的第15分钟电压；p
t1
为历史同期15分钟段的第1分钟功率；p
t2
为历史同期15分钟段的第2分钟功率；p
t15
为历史同期15分钟段的第15分钟功率；εo为单位发电无功功率的电压变化系数；
82.当说明微电网线路负荷最大，当说明微电网线路负荷最小，此电流为最小负荷情况下的上网电流。
83.控制器读取当前时刻所有发电单元的输出电流，并求和电流∑in，当i
min
≤∑in≤i
max
时，将求和电流∑in减去最小负荷情况下的上网电流，得到当微电网离网时刻的所有发电单元总输出电流if＝∑i
n-i
min
，由此得到每个发电单元离网时刻的电流分配系数通过每个发电单元离网时刻输出电流的分配系数与每个发电单元当前输出电流的乘积计算，得到未来离网时刻每个发电单元分配输出电流，即i1＝i
fn
×
i1；i2＝i
fn
×
i2；
……in
＝i
fn
×in
。
84.其中，i
′1为发电单元1分配输出电流；i
′2为发电单元2分配输出电流；i
′n为发电单元n分配输出电流；i
fn
为每个发电单元离网时刻的电流分配系数；if为微电网离网时刻所有发电单元总的输出电流。
85.基于初始化线路损耗参数，考虑线路损耗最小和每台发电单元此时的输出效率范围利用筛选函数筛选出发电单元输出效率和发电单元输出效率将输出效率的发电单元减少输出电流，提高输出效率发电单元的输出电流，保障输出电流发电单元输出效率在
86.由此设置待筛选电流数据为data[in]，筛选目标值为if＝∑i
i-i
min
。筛选过程中间结果为tmpres[i]。筛选函数为processdate(idx，sum)；接着以发电单元发电效率最高，线损最小为制约条件，即能量损失最小，遴选出最优组合进行动作，得到最优组合遴选函数
为：
[0087]
其中，目标函数为遴选出来的发电单元输出电流if＝∑i
i-i
min
，约束条件s.t.为能量损失最小和发电单元发电效率最高相应功率波段，默认为逆变器工作在60％～80％额定功率p
n，i
下，即
[0088]
由此建立减功率输出对应发电单元的协议代码，当发生离网运行时控制器依据分析结果，将通过通讯模块对多发电单元发出减功率协议代码。
[0089]
其中，i
max
为历史同期15分钟段内最大电流；p
max
为历史同期15分钟段内最大功率；u
min
为历史同期15分钟段内最小电压；u
max
为历史同期15分钟段内最大电压；i
min
为历史同期15分钟段内最小电流；if为离网运行时发电单元总输出电流；。
[0090]
多发电单元增减输出无功功率控制；
[0091]
①
进一步地，当接收到离网控制命令时，控制器快速响应，根据分析结果对每个发电单元进行增减功率输出和控制代码输出；保证离网瞬间微电网的电压稳定。若所述出口电压u
ac
大于等于上限电压系数δu与上限标准u
ugb
的乘积，得到超出电压δu
ac
，即δu
ac
＝u
ac-δu·uugb
；
[0092]
考虑得到微电网电压升高与无功功率减少有关，当功率因数α≤0.8时容性负荷有功功率大，容性无功功率小，由此提高容性无功功率，控制器依据当前时间段的电压变化与单位发电无功功率的系数εq，计算提高发电单元输出总无功功率即可控多发电单元实时读取每个发电单元的功率因数α，并对每个发电单元的功率因数α≤0.8进行筛选，将把所筛选出的发电单元输出功率重新排列，即p
α≤0.8_1
，p
α≤0.8_2
……
p
α≤0.8_n
及求和∑p
α≤0.8_i
。并通过提高发电单元输出无功功率q
fn
与发电单元输出功率求和∑p
α≤0.8_i
之比，得到每个发电单元输出无功功率分配系数依据每个发电单元输出无功功率分配系数q
fi
与每个发电单元当前输出功率的乘积计算，得到当前时刻每个发电单元分配输出无功功率，即q
′1＝q
fi
×
p
α≤0.8_1
；q
′2＝q
fi
×
p
α≤0.8_2
；
……q′n＝q
fi
×
p
α≤0.8_n
，此时分配的输出无功功率原则为：发电单元当前输出功率越大，分配的无功功率越大。
[0093]
其中，q
′1为发电单元1分配无功输出功率；q
′2为发电单元2分配无功输出功率；q
′n为发电单元n分配无功输出功率；q
fi
为无功功率分配系数；q
fn
为提高发电单元总的输出无功功率；p
α≤0.8_1
，p
α≤0.8_2
……
p
α≤0.8_n
为所筛选出的重新排列发电单元输出功率；εq为单位发电无功功率的系数。
[0094]
由此控制器依据重新排列发电单元对应控制输出无功功率；当出口电压u
ac
趋于稳定在u
ac
±
5％≤δu.u
ugb
时，发电单元继续维持并跟踪当前电网电压输出功率。
[0095]
当所有发电单元的功率因数α＞0.8时依据发电单元由远到近顺序，控制器发出减
少10％发电输出功率；
[0096]
当出口电压u
ac
趋于稳定在u
ac
±
5％≤δu.u
ugb
时，发电单元继续维持并跟踪当前电网电压输出功率。
[0097]
②
当可控多发电单元中的控制器监测出口电压u
ac
≤δ
l
·ulgb
时；
[0098]
进一步地，当接收到并网控制命令时，将每个发电单元的发电功率由大到小排序，按照排序依次投入运行。若出口电压u
ac
小于等于下限电压系数δ
l
与下限标准u
lgb
，即u
ac
≤δ
l
·ulgb
时，得到超出电压δu
ac
，即δu
ac
＝u
ac-δ
l
·uugb
，考虑得到微电网电压降低与无功功率减少有关，当功率因数α≤-0.8时感性负荷大，感性无功功率小，由此提高感性无功功率，控制器依据当前时间段的电压变化与单位发电无功功率的系数εq，计算提高发电单元输出总无功功率即可控多发电单元实时读取每个发电单元的功率因数α，并对每个发电单元的功率因数α≤-0.8进行筛选，将把所筛选出的发电单元输出功率重新排列，即p
α≤-0.8_1
，p
α≤-0.8_2
……
p
α≤-0.8_n
及求和∑p
α≤-0.8_i
。并通过提高发电单元输出无功功率q
fn
与发电单元输出功率求和∑p
α≤-0.8_i
之比，得到每个发电单元输出无功功率分配系数依据每个发电单元输出无功功率分配系数q
fi
与每个发电单元当前输出功率的乘积计算，得到当前时刻每个发电单元分配输出无功功率，即q
′1＝q
fi
×
p
α≤-0.8_1
；q
′2＝q
fi
×
p
α≤-0.8_2
；
……q′n＝q
fi
×
p
α≤-0.8_n
，此时分配的输出无功功率原则为：发电单元当前输出功率越大，分配的无功功率越大。
[0099]
其中，q
′1为发电单元1分配无功输出功率；q
′2为发电单元2分配无功输出功率；q
′n为发电单元n分配无功输出功率；q
fi
为无功功率分配系数；q
fn
为提高发电单元总的输出无功功率；p
α≤-0.8_1
，p
α≤-0.8_2
……
p
α≤-0.8_n
为所筛选出的重新排列发电单元输出功率；εq为单位发电无功功率的系数。
[0100]
由此控制器依据重新排列发电单元对应控制输出无功功率。当出口电压u
ac
趋于稳定在u
ac
±
5％≥δ
l
.u
lgb
时，发电单元继续维持并跟踪当前电网电压输出功率。
[0101]
本技术提供了一种区域并离网多发电单元控制装置及其方法，控制装置包括控制模块、载波接收模块、短路监测模块、接触器驱动模块、多接口多协议通讯模块、电压传感器、若干个电流传感器和若干个接触器；方法包括通过电压传感器和电流传感器实时监测每个发电单元端口的电流及出口电压，确定每个发电单元的发电功率；根据发电功率对每个发电单元增减功率进行预分析；建立发电单元输出的协议代码；当接收到离网控制命令时，对每个发电单元进行增减功率和控制代码输出；当接收到并网控制命令时，将每个发电单元的发电功率由大到小排序，按照排序依次投入运行。本技术可以实现快速响应，减小分布式发电系统对电网的冲击，保障配电网安全稳定运行。
[0102]
本技术提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本技术总的构思下的几个示例，并不构成本技术保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本技术方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本技术的保护范围。