光伏微电网电压跌落的补偿控制方法及其控制系统与流程

本发明涉及光伏微电网，具体涉及一种光伏微电网电压跌落的补偿控制方法及其控制系统。

背景技术：

1、电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的整体，称为电力网。它包含变电、输电、配电三个单元。电力网的任务是输送与分配电能，改变电压。随着以光伏、风电为代表的分布式电源在电网中的渗透率不断提高，以及非线性负载的接入，导致电网更容易受到电压跌落、电压波动的等不同电能质量问题的干扰。

2、现有的解决方案是采用统一电能质量调节器（unified power qualityconditioner，简称upqc）来管理电网的电能质量。统一电能质量调节器是一种集电压补偿装置、电流补偿装置和储能装置于一体，既可改善电网侧供电质量、又能防止负荷侧电流谐波污染电网，能够实现多重电能质量调节功能的电力电子装置。

3、但是，与普通微电网相比，光伏微电网受到天气和日照强度的影响更大，发电量的波动性更强。并且，由于光伏等并网的新能源的随机性、间歇性等特点带来的配电网电压跌落的问题，利用统一电能质量调节器进行调节的效果还不够理想。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：如何提升对光伏微电网电压跌落补偿效果。为此，本发明提供一种光伏微电网电压跌落的补偿控制方法及其控制系统。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光伏微电网电压跌落的补偿控制方法，包括：

3、s1、采集光伏微电网的三相母线电压和负载三相电压；

4、s2、对所述三相母线电压和负载三相电压进行调制后发送给微处理器；

5、s3、所述微处理器根据所述三相母线电压和负载三相电压，得到电压跌落补偿指令；

6、s4、所述微处理器利用差分进化-黑洞融合算法对输出的控制参数进行优化，得到最优的控制参数；

7、s5、所述微处理器根据最优的控制参数输出pwm控制信号给驱动电路；

8、s6、所述驱动电路根据pwm控制信号输出补偿电压对光伏微电网的电压进行补偿。

9、进一步的，所述差分进化-黑洞融合算法的处理步骤包括：

10、s41、建立微处理器的输出模型：，

11、表示实际输出，表示电压跌落补偿指令，表示比例系数，表示微分系数，和为扩张状态观测器的输出参数；

12、s42、初始化种群，设置迭代次数k的初始值为0；

13、s43、计算种群中每个个体的适应度，并初始化每个个体对应的放大因子和交叉概率，同时建立目标函数 j；

14、s44、得到变异个体，以及变异个体对应的和；

15、s45、让变异个体经过随机黑洞，得到；

16、s46、得到经过交叉变异和随机黑洞后的最优个体；

17、s47、比较最优个体和个体的适应度，选择更优的个体和对应的和进入下一次迭代；

18、s48、重复步骤s42至s47，直至种群中能够有向量使目标函数 j最小，以该向量作为解向量，解向量即为最优解。

19、进一步的，种群初始化的公式为：

20、

21、其中，表示种群个体，表示服从0～1的均匀分布的一行f列的随机矩阵，表示参与调度机组的输出电力，i=1，2，3，...，n，n表示种群数量，f表示参与调度的机组数量。

22、进一步的，个体进行变异时，从种群中随机选取三个父代个体、、，其中，，变异个体的生成公式为：

23、

24、其中，表示第k次迭代种群中的第m个个体，表示第k次迭代种群中的第个个体，表示第k次迭代种群中的第个个体，表示第k次迭代种群中的第个个体，表示放大因子，表示交叉概率，表示 服从0～1的均匀分布的随机数。

25、进一步的， 放大因子和交叉概率的选取规则为：

26、

27、

28、其中，、、分别为个体、、的放大因子，、、分别为个体、、的交叉概率，、、、、、均为服从0～1的均匀分布的随机数。

29、进一步的，经过随机黑洞后得到的个体的计算公式为：

30、

31、其中，表示随机黑洞的有效半径，表示随机黑洞和种群个体之间的引力，表示设定的引力阈值，表示服从[-1,1]的均匀分布的随机数，scale表示种群的搜索空间，表示服从[-1,1]的均匀分布的随机数。

32、进一步的，分别计算个体和的适应度、，选择和中更优的个体作为当前的最优个体：

33、；

34、计算当前最优个体的适应度和个体的适应度，选择和中更优的个体以及更优个体对应的和进入下一次迭代，保留的更优个体作为下一次迭代的父代：

35、。

36、本发明还提供一种光伏微电网电压跌落的补偿控制系统，包括：统一电能质量调节器和供电电源，所述供电电源与统一电能质量调节器连接，所述统一电能质量调节器接入光伏微电网中，所述统一电能质量调节器采用所述的光伏微电网电压跌落的补偿控制方法对光伏微电网的电压进行补偿。

37、进一步的，所述统一电能质量调节器包括：

38、电压采集模块，用于采集光伏微电网的三相母线电压和负载三相电压；

39、电压调制模块，用于将三相母线电压和负载三相电压调制成可被微处理器处理的信号；

40、微处理器，用于接收调制后的三相母线电压和负载三相电压，采用差分进化-黑洞融合算法对控制参数进行优化；

41、驱动电路，用于接收微处理器发送的pwm控制信号，并根据pwm控制信号对光伏微电网的电压进行补偿。

42、本发明的有益效果是，本发明的光伏微电网电压跌落的补偿控制方法及其控制系统，通过在统一电能质量调节器中运用差分进化-黑洞融合算法确定统一电能质量调节器的控制参数，一方面，可以实时动态补偿光伏微电网中的各类扰动，使得电压补偿更加准确，有利于改善电力质量，确保高质量的电能供应；另一方面，可以有效抑平光伏微电网的波动，提高供电的稳定性和可靠性。

技术特征：

1.一种光伏微电网电压跌落的补偿控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的光伏微电网电压跌落的补偿控制方法，其特征在于，所述差分进化-黑洞融合算法的处理步骤包括：

3.如权利要求2所述的光伏微电网电压跌落的补偿控制方法，其特征在于，

4.如权利要求3所述的光伏微电网电压跌落的补偿控制方法，其特征在于， 个体进行变异时，从种群中随机选取三个父代个体、、，其中，，变异个体的生成公式为：

5.如权利要求4所述的光伏微电网电压跌落的补偿控制方法，其特征在于， 放大因子和交叉概率的选取规则为：

6.如权利要求5所述的光伏微电网电压跌落的补偿控制方法，其特征在于，经过随机黑洞后得到的个体的计算公式为：

7.如权利要求6所述的光伏微电网电压跌落的补偿控制方法，其特征在于，分别计算个体和的适应度、，选择和中更优的个体作为当前的最优个体：

8.一种光伏微电网电压跌落的补偿控制系统，其特征在于，包括：统一电能质量调节器和供电电源，所述供电电源与统一电能质量调节器连接，所述统一电能质量调节器接入光伏微电网中，所述统一电能质量调节器采用如权利要求1-7任一项所述的光伏微电网电压跌落的补偿控制方法对光伏微电网的电压进行补偿。

9.如权利要求8所述的光伏微电网电压跌落的补偿控制系统，其特征在于，所述统一电能质量调节器包括：

技术总结
本发明公开了一种光伏微电网电压跌落的补偿控制方法及其控制系统，控制方法包括：S1、采集光伏微电网的三相母线电压和负载三相电压；S2、对三相母线电压和负载三相电压进行调制后发送给微处理器；S3、微处理器根据三相母线电压和负载三相电压，得到电压跌落补偿指令；S4、微处理器利用差分进化‑黑洞融合算法对输出的控制参数进行优化，得到最优的控制参数；S5、微处理器根据最优的控制参数输出PWM控制信号给驱动电路；S6、驱动电路根据PWM控制信号输出补偿电压对光伏微电网的电压进行补偿。本发明可以实时动态补偿光伏微电网中的各类扰动，使得电压补偿更加准确，有利于改善电力质量，确保高质量的电能供应。

技术研发人员：王薛杰,倪福银,吴闻天,罗志友
受保护的技术使用者：江苏华凌机电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12