微电网建模方法、装置、设备及可读存储介质与流程

1.本技术涉及电网建模技术领域，尤其涉及一种微电网建模方法、装置、设备及可读存储介质。


背景技术：

2.低碳园区是提高原材料和能源消耗使用效率的有效途径。推广普及低碳园区，是推动能源消费绿色低碳转型的必要手段。分布式能源作为低碳园区的主要能源来源，已被认为是解决能源和环境危机的有效途径之一。然而，分布式可再生能源的间歇性特性使电力系统的运行和控制更具挑战性。为了解决这一问题，微电网作为集成园区分布式电源并解决其间歇性的有效方式，受到越来越多的关注。然而，分布式可再生能源使得电力电子设备在一些园区微电网中占主导地位，这使得一些园区微电网结构更加复杂，惯性较弱，随机性较高，甚至更容易发生失稳事件。因此，对含分布式能源的园区微电网进行建模并仿真分析，格外重要。
3.目前，广泛应用于电力系统建模和仿真的软件使用繁琐，仿真模块复杂，难以添加新装置模型或先进控制策略，以及用户自定义操作复杂、移植继承功能和可扩展性差等缺点。因此，设计一种具有设计灵活、图形化复杂动态系统、模块化建模和仿真等优点，且具有可有效地对光伏发电、风力发电等可再生能源以及先进控制策略进行建模与仿真，以及可根据实际研究需要任意选择仿真模型和添加用户自定义模块的仿真建模方法非常重要。


技术实现要素：

4.本技术旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，有鉴于此，本技术提供了一种微电网建模方法、装置、设备及可读存储介质，用于解决现有技术中微电网建模困难的技术缺陷。
5.一种微电网建模方法，包括：
6.依据目标园区的各个分布式能源的类型，分别为每个所述分布式能源建立与一个与其对应的分布式能源动态模型；
7.依据所述目标园区的微网电力网络结构，确定所需要保留的目标微网电力网络模型；
8.依据所述目标微网电力网络模型，建立所述目标微网电力网络模型对应的分布式能源与所述目标园区的微网电力网络结构对应的第一接口模型；
9.依据所述目标园区中各个不同类型的负荷模型，建立所述目标园区的各个负荷与所述目标园区的微网电力网络的第二接口模型；
10.依据所述目标园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型，分别建立所述目标园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型对应的各个微网动态模块仿真模型，其中，所述目标园区的各个微网动态模块仿真模型分别与所述目标园区的各个分布式能源动态模型以及各个负荷模型一一对应；
11.建立所述目标园区的微网电力网络结构对应的微网系统电力网络模型，并对其进行封装；
12.将所述目标园区的各个微网动态模块仿真模型与所述微网系统电力网络模型相连接，形成所述目标园区的微电网仿真模型。
13.优选地，所述依据目标园区的各个分布式能源的类型，分别为每个所述分布式能源建立与一个与其对应的分布式能源动态模型，包括：
14.依据所述目标园区中的同步式的分布式能源，建立基于同步式的分布式能源动态模型；
15.依据所述目标园区中基于逆变器的分布式能源，建立基于逆变器的分布式能源动态模型；
16.依据所述目标园区中基于储能装置的分布式能源，建立基于储能装置的储能动态模型。
17.优选地，将所述目标园区的各个微网动态模块仿真模型与所述微网系统电力网络模型相连接，包括：
18.将所述目标园区的各个分布式能源动态模型对应的微网动态模块仿真模型通过所述第一接口模型与所述微网系统电力网络模型相连接；
19.将所述目标园区的各个负荷模型对应的微网动态模块仿真模型通过所述第二接口模型与所述微网系统电力网络模型相连接。
20.优选地，该方法还包括：
21.求解所述目标园区的微电网仿真模型的固定步长和可变步长。
22.一种微电网建模装置，包括：
23.第一模型构建单元，用于依据目标园区的各个分布式能源的类型，分别为每个所述分布式能源建立与一个与其对应的分布式能源动态模型；
24.第二模型构建单元，用于依据所述目标园区的微网电力网络结构，确定所需要保留的目标微网电力网络模型；
25.第一接口构建单元，用于依据所述目标微网电力网络模型，建立所述目标微网电力网络模型对应的分布式能源与所述目标园区的微网电力网络结构对应的第一接口模型；
26.第二接口构建单元，用于依据所述目标园区中各个不同类型的负荷模型，建立所述目标园区的各个负荷与所述目标园区的微网电力网络的第二接口模型；
27.第三模型构建单元，用于依据所述目标园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型，分别建立所述目标园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型对应的各个微网动态模块仿真模型，其中，所述目标园区的各个微网动态模块仿真模型分别与所述目标园区的各个分布式能源动态模型以及各个负荷模型一一对应；
28.第四模型构建单元，用于建立所述目标园区的微网电力网络结构对应的微网系统电力网络模型，并对其进行封装；
29.第五模型构建单元，用于将所述目标园区的各个微网动态模块仿真模型与所述微网系统电力网络模型相连接，形成所述目标园区的微电网仿真模型。
30.优选地，所述第一模型构建单元，包括：
31.第一能源动态模型构建单元，用于依据所述目标园区中的同步式的分布式能源，
建立基于同步式的分布式能源动态模型；
32.第二能源动态模型构建单元，用于依据所述目标园区中基于逆变器的分布式能源，建立基于逆变器的分布式能源动态模型；
33.第三能源动态模型构建单元，用于依据所述目标园区中基于储能装置的分布式能源，建立基于储能装置的储能动态模型。
34.优选地，第五模型构建单元，包括：
35.第一连接子单元，用于将所述目标园区的各个分布式能源动态模型对应的微网动态模块仿真模型通过所述第一接口模型与所述微网系统电力网络模型相连接；
36.第二连接子单元，用于将所述目标园区的各个负荷模型对应的微网动态模块仿真模型通过所述第二接口模型与所述微网系统电力网络模型相连接。
37.优选地，该装置还包括：
38.求解单元，用于求解所述目标园区的微电网仿真模型的固定步长和可变步长。
39.一种微电网建模设备，包括：一个或多个处理器，以及存储器；
40.所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述一个或多个处理器执行时，实现如前述介绍中任一项所述微电网建模方法的步骤。
41.一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现如前述介绍中任一项所述微电网建模方法的步骤。
42.从以上介绍的技术方案可以看出，当园区内有不同类型的分布式能源的类型，本技术实施例提供的方法可以依据园区的各个分布式能源的类型，分别为每个分布式能源建立与一个与其对应的分布式能源动态模型；并依据园区的微网电力网络结构，确定所建立的各个分布式能源动态模型中需要保留的目标微网电力网络模型；并在确定需要保留的目标微网电力网络模型之后，依据所保留的目标微网电力网络模型，建立目标微网电力网络模型对应的分布式能源与园区的微网电力网络结构对应的第一接口模型；园区内还有不同类型的负荷，可以进一步依据园区中各个不同类型的负荷模型，建立园区的各个负荷与园区的微网电力网络的第二接口模型；依据园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型，可以分别建立园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型对应的各个微网动态模块仿真模型，其中，园区的各个微网动态模块仿真模型分别与园区的各个分布式能源动态模型以及各个负荷模型一一对应；还可以建立园区的微网电力网络结构对应的微网系统电力网络模型，并对其进行封装；最后可以将园区的各个微网动态模块仿真模型与微网系统电力网络模型相连接，形成园区的微电网仿真模型，由此完成对园区的微电网的仿真和建模工作。
43.由此可知，本技术实施例提供的方法可以根据园区的分布式能源类型以及负荷的模型，建立园区的微网动态元件模型，进一步地，还可以建立并封装园区的微电网系统电力网络结构保留模型，能够有效地降低了微电网的仿真建模、分析和参数调节复杂性，保证了微电网的仿真精确度，同时可以确保微电网的建模仿真不受系统规模的影响，并且，园区微网电力网络结构保留模型可以更好地反映微网系统的响应特性，且有利于用户根据使用需求添加用户自定义的新模块以及控制算法。
附图说明
44.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
45.图1为本技术实施例提供的一种实现微电网建模方法的流程图；
46.图2为本技术实施例提供的一种基于同步式的分布式能源的低碳园区微电网的结构框图；
47.图3为本技术实施例提供的一种基于逆变器的分布式能源的低碳园区微电网的控制原理图；
48.图4为本技术实施例提供的dq坐标系与xy坐标系的系统变换关系示意图；
49.图5为本技术实施例提供的一种低碳园区微电网仿真模型的效果示意图；
50.图6为本技术实施例示例的一种微电网建模装置结构示意图；
51.图7为本技术实施例公开的一种微电网建模设备的硬件结构框图。
具体实施方式
52.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
53.在实际应用过程中，常用的一些商用软件已被广泛应用于电力系统建模和仿真。
54.然而，这些用于电力系统建模和仿真的商业软件具有使用繁琐，仿真模块复杂，难以添加新装置模型或先进控制策略，以及用户自定义操作复杂、移植继承功能和可扩展性差等缺点。
55.鉴于目前大部分的微电网建模方案难以适应复杂多变的业务需求，为此，本技术人研究了一种微电网建模方案，该微电网建模方法可以根据园区的分布式能源类型以及负荷的模型，建立园区的微网动态元件模型，进一步地，还可以建立并封装园区的微电网系统电力网络结构保留模型，能够有效地降低了微电网的仿真建模、分析和参数调节复杂性，保证了微电网的仿真精确度，同时可以确保微电网的建模仿真不受系统规模的影响，并且，园区微网电力网络结构保留模型可以更好地反映微网系统的响应特性，且有利于用户根据使用需求添加用户自定义的新模块以及控制算法。
56.本技术实施例提供的方法可以用于众多通用或专用的计算装置环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器装置、包括以上任何装置或设备的分布式计算环境等等。
57.本技术实施例提供一种微电网建模方法，该方法可以应用于各种微电网管理系统中，亦可以应用在各种计算机终端或是智能终端中，其执行主体可以为计算机终端或是智能终端的处理器或服务器。
58.下面结合图1，介绍本技术实施例给出的微电网建模方法的流程，如图1所示，该流程可以包括以下几个步骤：
59.步骤s101，依据目标园区的各个分布式能源的类型，分别为每个所述分布式能源建立与一个与其对应的分布式能源动态模型。
60.具体地，在实际应用过程中，低碳园区一般布局有不同类型的分布式能源。
61.例如，一般来说，低碳园区可以分布有同步式的分布式能源、基于逆变器的分布式能源以及基于储能装置的分布式能源。
62.不同类型的分布式能源其结构不同、功能不同。
63.因此，为了更好地研究目标园区的微电网的具体情况，可以通过对目标园区的微电网结构进行建模研究。由此可以根据依据目标园区的各个分布式能源的类型，分别为每个所述分布式能源建立与一个与其对应的分布式能源动态模型
64.例如，
65.可以依据目标园区中的同步式的分布式能源，建立基于同步式的分布式能源动态模型。
66.其中，
67.图2示例了一种基于同步式的分布式能源的低碳园区微电网的结构框图，如图2所示；
68.进一步，基于同步式的分布式能源模型可以包括如下：
[0069][0070][0071][0072][0073][0074][0075][0076][0077][0078]
其中，
[0079]
可以为同步式的分布式能源的功角；
[0080]
ωn、ωi和分别可以为同步式的分布式能源的同步频率，发电机频率和参考频率；
[0081]hi
可以为惯性时间常数；
[0082]
p
im
，p
ie
和分别可以为同步式的分布式能源的机械功率，有功功率和无功功率；
[0083]di
可以为阻尼系数；
[0084]
和分别可以为同步式的分布式能源的暂态电势，同步电势和励磁电压；
[0085]
p
im,ref
和分别可以为同步式的分布式能源的机械功率和无功功率参考值；
[0086]
γi和βi分别可以为同步式的分布式能源的调速器和励磁调节器输出；
[0087]
可以为同步式的分布式能源的励磁电压参考值；
[0088]
和分别可以为同步式的分布式能源的暂态电压时间常数，机械时间常数，励磁系统时间常数，调速器时间常数和励磁调节器时间常数；
[0089]
和分别可以为同步式的分布式能源的发电机交轴电抗、直轴电抗和暂态电抗；
[0090]
和分别可以为同步式的分布式能源的发电机交直轴电流；
[0091]
mi和ni分别可以为同步式的分布式能源的下垂系数。
[0092]
也可以依据目标园区中基于逆变器的分布式能源，建立基于逆变器的分布式能源动态模型。
[0093]
其中，
[0094]
图3示例了一种基于逆变器的分布式能源的低碳园区微电网的控制原理图，如图3所示；
[0095]
基于逆变器的分布式能源控制模型可以包括内电流控制环、电压控制环、功率分配环和lc输出滤波环节几个部分，基于年便器的分布式能源动态模型的具体模型可以包括如下：
[0096]
其中，
[0097]
基于逆变器的分布式能源控制模型中的lc输出滤波环节的电压和电流动态方程可以如下：
[0098][0099][0100][0101][0102][0103]
[0104]
其中，
[0105]
和分别可以为基于逆变器的分布式能源控制模型中的lc滤波环节的电阻，电抗和电容；
[0106]
和分别可以为基于逆变器的分布式能源控制模型中的耦合变压器的电阻和电抗；
[0107]vibd
和v
ibq
可以为园区的微电网的公共母线电压；
[0108]
可以为基于逆变器的分布式能源控制模型中的输出角频率；
[0109]viod
，v
ioq
，和分别可以为基于逆变器的分布式能源控制模型中的输出电压和电流；
[0110]
和分别可以为基于逆变器的分布式能源控制模型中的dq轴滤波电流；
[0111]viinv,d,ref
和v
iinv,q,ref
可以为基于逆变器的分布式能源控制模型中的逆变器输出电压。
[0112]
其中，
[0113]
基于逆变器的分布式能源控制模型中的内电流环和电压环动态方程可以如下：
[0114][0115][0116][0117][0118]
其中，
[0119]
可以为基于逆变器的分布式能源控制模型中的电压控制回路的比例增益；
[0120]
可以为基于逆变器的分布式能源控制模型中的电压控制回路的积分增益；
[0121]
可以为基于逆变器的分布式能源控制模型中的电流控制回路的比例增益；
[0122]
可以为基于逆变器的分布式能源控制模型中的电流控制回路的积分增益；
[0123]
可以为基于逆变器的分布式能源控制模型中的频率设定值；
[0124]
h可以为基于逆变器的分布式能源控制模型中的前馈增益；
[0125]viod,ref
和v
ioq,ref
可以为基于逆变器的分布式能源控制模型中的输出电压参考值；
[0126]
和可以为基于逆变器的分布式能源控制模型中的输出电流参考值。
[0127]
其中，
[0128]
基于逆变器的分布式能源控制模型中的功率环方程可以包括如下：
[0129][0130]
[0131][0132][0133]
其中，
[0134]
和分别可以为基于逆变器的分布式能源控制模型中的有功功率和无功功率的下垂增益；
[0135]viinv,nl
可以为基于逆变器的分布式能源控制模型中的输出电压参考值；
[0136]
和分别是的最大值和最小值；
[0137]viodmax
和v
iodmin
分别是v
iod
的最大值和最小值。
[0138]
还可以依据目标园区中基于储能装置的分布式能源，建立基于储能装置的储能动态模型。
[0139]
其中，
[0140]
基于储能装置的储能动态模型可以包括功率输出和soc。
[0141]
储能装置的功率输出可以如下所示：
[0142][0143]
其中，
[0144]
可以为储能单元的额定功率；
[0145]
pi(t)可以为储能单元的功率状态。
[0146]
储能装置的soc模型如下所示：
[0147][0148]
其中，
[0149]
soci(0)可以为储能单元的初始soc；
[0150]cesi
可以为储能容量；ηi可以为储能充放电效率。
[0151]
步骤s102，依据所述目标园区的微网电力网络结构，确定所需要保留的目标微网电力网络模型。
[0152]
具体地，由上述介绍可知，目标园区中一般可以包括不同类型分布式能源。
[0153]
在实际应用过程中，不同的园区的微网电力网络结构不同，园区的微网电力网络结构不同，则针对不同网络结构的园区的微网仿真建模则不同。
[0154]
因此，在为目标园区的各个不同类型的分布式能源建立对应的分布式能源动态模型之后，可以进一步依据目标园区的微网电力网络结构，确定所需要保留的目标微网电力网络模型，以便可以根据所保留下来的分布式能源动态模型来构建接口模型。
[0155]
步骤s103，依据所述目标微网电力网络模型，建立所述目标微网电力网络模型对应的分布式能源与所述目标园区的微网电力网络结构对应的第一接口模型。
[0156]
具体地，由上述介绍可知，本技术实施例提供的方法可以依据目标园区的微网电力网络结构，确定所建立的各个分布式能源动态模型中，所需要保留的目标微网电力网络
模型。
[0157]
确定了需要保留的目标微网电力网络模型，则说明所保留的目标微网电力网络模型比较符合目标园区的微网的电力网络结构。
[0158]
因此，可以进一步依据目标微网电力网络模型，建立目标微网电力网络模型所对应的分布式能源与目标园区的微网电力网络结构对应的第一接口模型，以便可以通过该第一接口模型来为目标园区的分布式能源与微网电力网络结构构建连接。
[0159]
其中，
[0160]
分布式能源的接口电压方程可以表示如下：
[0161][0162]
其中，
[0163]vid
可以表示分布式能源的机端电压d轴分量；
[0164]viq
可以表示分布式能源的机端电压q轴分量；
[0165]
可以表示分布式能源的电势d轴分量；
[0166]
可以表示分布式能源的电势q轴分量；
[0167]ri
可以表示分布式能源的电阻；
[0168]
可以表示分布式能源的电抗d轴分量；
[0169]
可以表示分布式能源的电抗q轴分量；
[0170]
可以表示分布式能源的机端电流d轴分量；
[0171]
可以表示分布式能源的机端电流q轴分量；
[0172]
一般地，线性代数方程的解需要在xy同步坐标系的实数域内求解。为此，在求解上述分布式能源的接口电压方程时，需要将电压方程从dq坐标系转换到xy坐标系。在实际应用过程中，dq坐标系与xy坐标系的系统变换关系如图4所示，依据图4可得如下关系:
[0173][0174]
其中，
[0175]
可以表示分布式能源的机端电压/电流d轴分量；
[0176]
可以表示分布式能源的机端电压/电流d轴分量；
[0177]
δi可以表示分布式能源的功角；
[0178]
可以表示分布式能源的机端电压/电流x轴分量；
[0179]
可以表示分布式能源的机端电压/电流y轴分量；
[0180]
进一步可得xy坐标系下节点注入电流如下:
[0181][0182]
其中，
[0183]
可以表示分布式能源的机端电流x轴分量；
[0184]
可以表示分布式能源的机端电流y轴分量；
[0185]
可以表示分布式能源与电势部分对应的电导x轴分量；
[0186]
可以表示分布式能源与电势部分对应的电导y轴分量；
[0187]
可以表示分布式能源与电势部分对应的电纳x轴分量；
[0188]
可以表示分布式能源与电势部分对应的电纳y轴分量；
[0189]
可以表示分布式能源的电势d轴分量；
[0190]
可以表示分布式能源的电势q轴分量；
[0191]
可以表示分布式能源与机端电压部分对应的电导x轴分量；
[0192]
可以表示分布式能源与机端电压部分对应的电导y轴分量；
[0193]
可以表示分布式能源与机端电压部分对应的电纳x轴分量；
[0194]
可以表示分布式能源与机端电压部分对应的电纳y轴分量；
[0195]vix
可以表示分布式能源的机端电压x轴分量；
[0196]viy
可以表示分布式能源的机端电压y轴分量；
[0197]
步骤s104，依据所述目标园区中各个不同类型的负荷模型，建立所述目标园区的各个负荷与所述目标园区的微网电力网络的第二接口模型。
[0198]
具体地，在实际应用过程中，一般来说，不同的园区可能有不同类型的负荷。
[0199]
园区的负荷类型不同，则其对应的负荷模型则不同。
[0200]
例如，
[0201]
不同的园区可能包括有恒定阻抗模型、静态特性模型、动态特性模型以及考虑恒阻抗模型和静态负荷模型相结合的综合模型。
[0202]
其中，
[0203]
恒阻抗模型是指负荷等价为恒定阻抗值，其阻抗值可以根据负荷功率和节点电压计算；
[0204]
静态特性模型的输入是负荷节点电压和电力系统频率，输出是负荷功率。
[0205]
园区的负荷模型不同，其所需要建立的与园区的微网电力网络结构对应的接口模型也不同。
[0206]
例如，
[0207]
当负荷采用恒阻抗模型时，其等效导纳为常数，可纳入电力网络方程的导纳矩阵。求解网络方程时，该类型负荷节点的注入电流为零。
[0208]
当负荷根据其静态特性建模时，如果仅考虑感应电机的机械暂态效应，则负荷可用随感应电机滑差变化而变化的阻抗来表示。在此条件下，等效导纳可以被纳入系统节点导纳矩阵的相应自导纳中。
[0209]
如果负荷只考虑感应电机的机电暂态过程，则可以通过诺顿等效模型进行建模。
[0210]
当负荷采用综合模型，即上述负荷类型的组合时，等效导纳值的计算方法与相应负荷类型相同。
[0211]
因此，本技术实施例提供的方法还可以根据目标园区中各个不同类型的负荷模型，建立目标园区的各个负荷与目标园区的微网电力网络的第二接口模型，以便可以通过该第二接口模型来为目标园区的不同负荷模型与微网电力网络结构构建连接。
[0212]
步骤s105，依据所述目标园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型，分别建立所述目标园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型对应的各个微网动态模块仿真模型。
[0213]
具体地，由上述介绍可知，本技术实施例提供的方法可以为目标园区的各个分布式能源分别建立对应的动态能源模型。
[0214]
进一步地，本技术实施例提供的方法还可以依据目标园区的各个分布式能源动态模型以及目标园区的各个负荷模型，分别建立目标园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型对应的各个微网动态模块仿真模型。
[0215]
在实际应用过程中，matlab/simulink软件因为具有设计灵活、图形化复杂动态系统、模块化建模和仿真等优点被广泛应用于电力系统建模和仿真中。特别地，matlab/simulink软件的用户自定义模块可有效地对光伏发电、风力发电等可再生能源以及先进控制策略进行建模与仿真，且可根据研究需要任意选择仿真模型和添加用户自定义模块，因此，基于matlab/simulink软件的仿真方法为低碳园区微电网进行建模并仿真分析提供了重要基础。
[0216]
因此，在实际应用过程中，可以根据目标园区的微网分布式电源和负荷等动态模块的微分代数方程，利用simulink基础运算模块建立目标园区的微网动态模块仿真模型。
[0217]
利用simulink基础运算模块对目标园区的微网分布式电源和负荷等动态模块的微分代数方程进行建模，可以在保证精度的同时，有效降低目标园区的微网建模复杂度，且有利于对目标园区的微网建模使用先进控制策略。
[0218]
其中，
[0219]
目标园区的各个微网动态模块仿真模型分别与目标园区的各个分布式能源动态模型一一对应；
[0220]
目标园区的各个微网动态模块仿真模型分别与目标园区的各个负荷模型一一对应。
[0221]
步骤s106，建立所述目标园区的微网电力网络结构对应的微网系统电力网络模型，并对其进行封装。
[0222]
具体地，由上述介绍可知，不同的园区，其微网的电力网络结构不同。
[0223]
园区的微网电力网络结构不同，对其仿真建模的过程不同。
[0224]
因此，本技术实施例提供的方法可以根据目标园区的微网电力网络结构，建立目标园区的微网电力网络结构对应的微网系统电力网络模型，并对其进行封装。
[0225]
例如，
[0226]
在实际应用过程中，可以利用matlab软件中的自定义模块“matlab fcn”模块，对目标园区的微网系统电力网络结构保留型模型进行建模并封装，可以更好地反应目标园区的微网系统响应特性，并且对目标园区的建模仿真不会受仿真建模系统规模的影响，同时有利于添加所需要的新模块。
[0227]
一般情况下，电力网络矩阵的维数很高。为避免建模时繁琐的模块构建和系统网
络拓扑发生变化时繁琐的拓扑修改，在simulink环境中使用自定义模块“matlab fcn”对电力网络进行建模。
[0228]
该模块可以将电网结构的节点导纳矩阵封装在自定义模块中，可以通过对节点导纳矩阵的修改来适应系统拓扑的变化，同时使得仿真建模不受系统规模的影响。
[0229]
步骤s107，将所述目标园区的各个微网动态模块仿真模型与所述微网系统电力网络模型相连接，形成所述目标园区的微电网仿真模型。
[0230]
具体地，由上述介绍可知，本技术实施例提供的方法可以依据所述目标园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型，分别建立所述目标园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型对应的各个微网动态模块仿真模型；同时还可以根据目标园区的微网电力网络结构，建立目标园区的微网电力网络结构对应的微网系统电力网络模型。
[0231]
进一步地，可以将目标园区的各个微网动态模块仿真模型与微网系统电力网络模型相连接，形成目标园区的微电网仿真模型。
[0232]
例如，
[0233]
可以将所述目标园区的各个分布式能源动态模型对应的微网动态模块仿真模型通过所述第一接口模型与所述微网系统电力网络模型相连接；
[0234]
可以将所述目标园区的各个负荷模型对应的微网动态模块仿真模型通过所述第二接口模型与所述微网系统电力网络模型相连接。
[0235]
例如，
[0236]
图5示例了一种低碳园区微电网仿真模型的效果示意图。
[0237]
从上述介绍的技术方案可以看出，本技术实施例提供的方法可以根据园区的分布式能源类型以及负荷的模型，建立园区的微网动态元件模型，进一步地，还可以建立并封装园区的微电网系统电力网络结构保留模型，能够有效地降低了微电网的仿真建模、分析和参数调节复杂性，保证了微电网的仿真精确度，同时可以确保微电网的建模仿真不受系统规模的影响，并且，园区微网电力网络结构保留模型可以更好地反映微网系统的响应特性，且有利于用户根据使用需求添加用户自定义的新模块以及控制算法。
[0238]
在实际应用过程中，本技术实施例提供的方法还可以根据求解问题的复杂程度选择仿真求解器。
[0239]
例如，在simulink软件中有12种求解方法，本技术实施例提供的方法还可以求解所述目标园区的微电网仿真模型的固定步长和可变步长。
[0240]
下面对本技术实施例提供的微电网建模装置进行描述，下文描述的微电网建模装置与上文描述的微电网建模方法可相互对应参照。
[0241]
参见图6，图6为本技术实施例公开的一种微电网建模装置结构示意图。
[0242]
如图6所示，该微电网建模装置可以包括：
[0243]
第一模型构建单元101，用于依据目标园区的各个分布式能源的类型，分别为每个所述分布式能源建立与一个与其对应的分布式能源动态模型；
[0244]
第二模型构建单元102，用于依据所述目标园区的微网电力网络结构，确定所需要保留的目标微网电力网络模型；
[0245]
第一接口构建单元103，用于依据所述目标微网电力网络模型，建立所述目标微网电力网络模型对应的分布式能源与所述目标园区的微网电力网络结构对应的第一接口模
型；
[0246]
第二接口构建单元104，用于依据所述目标园区中各个不同类型的负荷模型，建立所述目标园区的各个负荷与所述目标园区的微网电力网络的第二接口模型；
[0247]
第三模型构建单元105，用于依据所述目标园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型，分别建立所述目标园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型对应的各个微网动态模块仿真模型，其中，所述目标园区的各个微网动态模块仿真模型分别与所述目标园区的各个分布式能源动态模型以及各个负荷模型一一对应；
[0248]
第四模型构建单元106，用于建立所述目标园区的微网电力网络结构对应的微网系统电力网络模型，并对其进行封装；
[0249]
第五模型构建单元107，用于将所述目标园区的各个微网动态模块仿真模型与所述微网系统电力网络模型相连接，形成所述目标园区的微电网仿真模型。
[0250]
从以上介绍的技术方案可以看出，当园区内有不同类型的分布式能源的类型，本技术实施例提供的装置可以依据园区的各个分布式能源的类型，分别为每个分布式能源建立与一个与其对应的分布式能源动态模型；并依据园区的微网电力网络结构，确定所建立的各个分布式能源动态模型中需要保留的目标微网电力网络模型；并在确定需要保留的目标微网电力网络模型之后，依据所保留的目标微网电力网络模型，建立目标微网电力网络模型对应的分布式能源与园区的微网电力网络结构对应的第一接口模型；园区内还有不同类型的负荷，可以进一步依据园区中各个不同类型的负荷模型，建立园区的各个负荷与园区的微网电力网络的第二接口模型；依据园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型，可以分别建立园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型对应的各个微网动态模块仿真模型，其中，园区的各个微网动态模块仿真模型分别与园区的各个分布式能源动态模型以及各个负荷模型一一对应；还可以建立园区的微网电力网络结构对应的微网系统电力网络模型，并对其进行封装；最后可以将园区的各个微网动态模块仿真模型与微网系统电力网络模型相连接，形成园区的微电网仿真模型，由此完成对园区的微电网的仿真和建模工作。
[0251]
由此可知，本技术实施例提供的装置可以根据园区的分布式能源类型以及负荷的模型，建立园区的微网动态元件模型，进一步地，还可以建立并封装园区的微电网系统电力网络结构保留模型，能够有效地降低了微电网的仿真建模、分析和参数调节复杂性，保证了微电网的仿真精确度，同时可以确保微电网的建模仿真不受系统规模的影响，并且，园区微网电力网络结构保留模型可以更好地反映微网系统的响应特性，且有利于用户根据使用需求添加用户自定义的新模块以及控制算法。
[0252]
进一步可选的，所述第一模型构建单元101，可以包括：
[0253]
第一能源动态模型构建单元，用于依据所述目标园区中的同步式的分布式能源，建立基于同步式的分布式能源动态模型；
[0254]
第二能源动态模型构建单元，用于依据所述目标园区中基于逆变器的分布式能源，建立基于逆变器的分布式能源动态模型；
[0255]
第三能源动态模型构建单元，用于依据所述目标园区中基于储能装置的分布式能源，建立基于储能装置的储能动态模型。
[0256]
进一步可选的，第五模型构建单元107，可以包括：
[0257]
第一连接子单元，用于将所述目标园区的各个分布式能源动态模型对应的微网动态模块仿真模型通过所述第一接口模型与所述微网系统电力网络模型相连接；
[0258]
第二连接子单元，用于将所述目标园区的各个负荷模型对应的微网动态模块仿真模型通过所述第二接口模型与所述微网系统电力网络模型相连接。
[0259]
进一步可选的，该装置还可以包括：
[0260]
求解单元，用于求解所述目标园区的微电网仿真模型的固定步长和可变步长。
[0261]
其中，上述微电网建模装置所包含的各个单元的具体处理流程，可以参照前文微电网建模方法部分相关介绍，此处不再赘述。
[0262]
本技术实施例提供的微电网建模装置可应用于微电网建模设备，如终端：手机、电脑等。可选的，图7示出了微电网建模设备的硬件结构框图，参照图7，微电网建模设备的硬件结构可以包括：至少一个处理器1，至少一个通信接口2，至少一个存储器3和至少一个通信总线4。
[0263]
在本技术实施例中，处理器1、通信接口2、存储器3、通信总线4的数量为至少一个，且处理器1、通信接口2、存储器3通过通信总线4完成相互间的通信。
[0264]
处理器1可能是一个中央处理器cpu，或者是特定集成电路asic(application specific integrated circuit)，或者是被配置成实施本技术实施例的一个或多个集成电路等；
[0265]
存储器3可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)等，例如至少一个磁盘存储器；
[0266]
其中，存储器存储有程序，处理器可调用存储器存储的程序，所述程序用于：实现前述终端微电网建模方案中的各个处理流程。
[0267]
本技术实施例还提供一种可读存储介质，该存储介质可存储有适于处理器执行的程序，所述程序用于：实现前述终端在微电网建模方案中的各个处理流程。
[0268]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0269]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0270]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。各个实施例之间可以相互组合。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种微电网建模方法，其特征在于，包括：依据目标园区的各个分布式能源的类型，分别为每个所述分布式能源建立与一个与其对应的分布式能源动态模型；依据所述目标园区的微网电力网络结构，确定所需要保留的目标微网电力网络模型；依据所述目标微网电力网络模型，建立所述目标微网电力网络模型对应的分布式能源与所述目标园区的微网电力网络结构对应的第一接口模型；依据所述目标园区中各个不同类型的负荷模型，建立所述目标园区的各个负荷与所述目标园区的微网电力网络的第二接口模型；依据所述目标园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型，分别建立所述目标园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型对应的各个微网动态模块仿真模型，其中，所述目标园区的各个微网动态模块仿真模型分别与所述目标园区的各个分布式能源动态模型以及各个负荷模型一一对应；建立所述目标园区的微网电力网络结构对应的微网系统电力网络模型，并对其进行封装；将所述目标园区的各个微网动态模块仿真模型与所述微网系统电力网络模型相连接，形成所述目标园区的微电网仿真模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据目标园区的各个分布式能源的类型，分别为每个所述分布式能源建立与一个与其对应的分布式能源动态模型，包括：依据所述目标园区中的同步式的分布式能源，建立基于同步式的分布式能源动态模型；依据所述目标园区中基于逆变器的分布式能源，建立基于逆变器的分布式能源动态模型；依据所述目标园区中基于储能装置的分布式能源，建立基于储能装置的储能动态模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述目标园区的各个微网动态模块仿真模型与所述微网系统电力网络模型相连接，包括：将所述目标园区的各个分布式能源动态模型对应的微网动态模块仿真模型通过所述第一接口模型与所述微网系统电力网络模型相连接；将所述目标园区的各个负荷模型对应的微网动态模块仿真模型通过所述第二接口模型与所述微网系统电力网络模型相连接。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：求解所述目标园区的微电网仿真模型的固定步长和可变步长。5.一种微电网建模装置，其特征在于，包括：第一模型构建单元，用于依据目标园区的各个分布式能源的类型，分别为每个所述分布式能源建立与一个与其对应的分布式能源动态模型；第二模型构建单元，用于依据所述目标园区的微网电力网络结构，确定所需要保留的目标微网电力网络模型；第一接口构建单元，用于依据所述目标微网电力网络模型，建立所述目标微网电力网络模型对应的分布式能源与所述目标园区的微网电力网络结构对应的第一接口模型；
第二接口构建单元，用于依据所述目标园区中各个不同类型的负荷模型，建立所述目标园区的各个负荷与所述目标园区的微网电力网络的第二接口模型；第三模型构建单元，用于依据所述目标园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型，分别建立所述目标园区的各个分布式能源动态模型和各个负荷模型对应的各个微网动态模块仿真模型，其中，所述目标园区的各个微网动态模块仿真模型分别与所述目标园区的各个分布式能源动态模型以及各个负荷模型一一对应；第四模型构建单元，用于建立所述目标园区的微网电力网络结构对应的微网系统电力网络模型，并对其进行封装；第五模型构建单元，用于将所述目标园区的各个微网动态模块仿真模型与所述微网系统电力网络模型相连接，形成所述目标园区的微电网仿真模型。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一模型构建单元，包括：第一能源动态模型构建单元，用于依据所述目标园区中的同步式的分布式能源，建立基于同步式的分布式能源动态模型；第二能源动态模型构建单元，用于依据所述目标园区中基于逆变器的分布式能源，建立基于逆变器的分布式能源动态模型；第三能源动态模型构建单元，用于依据所述目标园区中基于储能装置的分布式能源，建立基于储能装置的储能动态模型。7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，第五模型构建单元，包括：第一连接子单元，用于将所述目标园区的各个分布式能源动态模型对应的微网动态模块仿真模型通过所述第一接口模型与所述微网系统电力网络模型相连接；第二连接子单元，用于将所述目标园区的各个负荷模型对应的微网动态模块仿真模型通过所述第二接口模型与所述微网系统电力网络模型相连接。8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，该装置还包括：求解单元，用于求解所述目标园区的微电网仿真模型的固定步长和可变步长。9.一种微电网建模设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器，以及存储器；所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1至4中任一项所述微电网建模方法的步骤。10.一种可读存储介质，其特征在于：所述可读存储介质中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现如权利要求1至4中任一项所述微电网建模方法的步骤。

技术总结
本申请提供一种微电网建模方法、装置、设备及可读存储介质，本申请可以根据园区的分布式能源类型以及负荷的模型，建立园区的微网动态元件模型，进一步地，还可以建立并封装园区的微电网系统电力网络结构保留模型，能够有效地降低了微电网的仿真建模、分析和参数调节复杂性，保证了微电网的仿真精确度，同时可以确保微电网的建模仿真不受系统规模的影响，并且，园区微网电力网络结构保留模型可以更好地反映微网系统的响应特性，且有利于用户根据使用需求添加用户自定义的新模块以及控制算法。用需求添加用户自定义的新模块以及控制算法。用需求添加用户自定义的新模块以及控制算法。


技术研发人员：谈竹奎 刘通 王扬 喻磊 段舒尹 蔡永翔 肖小兵 林心昊 刘胤良 郝树青 李跃 徐玉韬 冯起辉 欧阳广泽
受保护的技术使用者：南方电网科学研究院有限责任公司
技术研发日：2023.07.13
技术公布日：2023/10/19