[實(shí)用新型]一種優(yōu)化直流配電網(wǎng)潮流的控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520832026.2
• 申請日: 2015-10-23
• 公開（公告）號: CN205212429U
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐習(xí)東;董榮森;馬駿超;趙宇明;劉國偉
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);深圳供電局有限公司
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種優(yōu)化直流配電網(wǎng)潮流的控制系統(tǒng)，尤其涉及一種用 于優(yōu)化帶兩個(gè)電源端的直流配電網(wǎng)潮流的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著大功率電力電子器件、高壓換流技術(shù)的高速發(fā)展，高壓直流輸電技 術(shù)也得到了不斷的完善。直流配電網(wǎng)是一個(gè)具有先進(jìn)的能源管理系統(tǒng)的智能、 穩(wěn)定的交直流混合廣域網(wǎng)絡(luò)。與交流配電網(wǎng)相比，直流配電網(wǎng)存在著如下的 明顯優(yōu)點(diǎn)：在絕緣水平相同的情況下，直流配電網(wǎng)的傳輸功率約為交流配電 網(wǎng)的1.5倍；直流配電網(wǎng)能夠方便各種分布式電源和電動汽車充電站的接入； 不同于交流配電網(wǎng)，直流配電網(wǎng)并不存在渦流損耗以及線路的無功損耗，直 流配電網(wǎng)的損耗僅為交流網(wǎng)絡(luò)的15％～50％；理論上直流系統(tǒng)沒有頻率偏差、 三相電壓不平衡和無功補(bǔ)償?shù)葐栴}，因此能夠有效避免電壓波動與閃變、頻 率偏移、諧波污染等問題，能夠有效地改善電能質(zhì)量，提高電網(wǎng)可靠性。

直流配電系統(tǒng)的主要控制目的是維持母線電壓的穩(wěn)定，目前有一種電壓 下垂式控制的控制策略。它指的是所有具備功率調(diào)節(jié)能力的變換器均運(yùn)行于 直流電壓的控制方式。在這種控制模式下，電壓調(diào)節(jié)和功率分配由多個(gè)換流 站共同承擔(dān)，根據(jù)換流站P-V特性曲線斜率，決定該節(jié)點(diǎn)功率分配和電壓調(diào) 節(jié)能力且其控制特性為非線性(雙曲線)。當(dāng)換流器端電壓跌落時(shí)，其出力增 加用以維持電壓穩(wěn)定，但是能否恢復(fù)到正常狀態(tài)則得根據(jù)其特性曲線斜率判 斷。因此此種控制方式的不足之處在于存在電壓靜差，且隨系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大， 其穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)間將變窄，功率分配靈活性有所欠缺。此外，當(dāng)系統(tǒng)檢修或故 障導(dǎo)致某一換流站退出運(yùn)行、風(fēng)力發(fā)電場輸入功率波動等時(shí)，傳統(tǒng)下垂控制 策略仍然按照原有系數(shù)進(jìn)行功率分配，無法根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào) 節(jié)，使得換流站容量使用率較低、直流母線電壓質(zhì)量較差，甚至出現(xiàn)換流站 功率超限顯然，這樣的控制策略不能很好的適用于對穩(wěn)定性有高要求的直流 配電網(wǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種優(yōu)化直流配電網(wǎng)潮流 的控制系統(tǒng)，采用該系統(tǒng)可保證整個(gè)直流網(wǎng)絡(luò)各端電壓不越限，使得有功功 率分配更加合理，同時(shí)得到更寬的直流電壓控制范圍和更低的直流網(wǎng)絡(luò)損耗。

本實(shí)用新型的優(yōu)化直流配電網(wǎng)潮流的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括一個(gè)中 央處理單元、若干負(fù)荷端及等量的測控終端、兩個(gè)換流站站控系統(tǒng)、及所有 測控終端之間、中央處理單元與各測控終端之間、以及中央處理單元與兩個(gè) 換流站站控系統(tǒng)之間的通信網(wǎng)；所述的測控終端與負(fù)荷端一一對應(yīng)，用于采 集相應(yīng)負(fù)荷側(cè)的功率，所述的兩個(gè)換流站站控系統(tǒng)中一個(gè)為定直流電壓控制 換流站，另一個(gè)為定直流功率換流站。

采用該系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化直流配電網(wǎng)潮流的控制方法，該方法將定直流功率端 功率劃分為n個(gè)區(qū)段，依次進(jìn)行潮流計(jì)算后求取最小網(wǎng)絡(luò)損耗情況下對應(yīng)的 電壓值和功率值，采用了功率值和電壓值分開求解的方法，求解過程簡化且 計(jì)算速度較快，可以根據(jù)精度需求靈活選取功率劃分總區(qū)段數(shù)n的值。使得 有功功率分配更加合理，同時(shí)得到更寬的直流電壓控制范圍和更低的網(wǎng)損。

具體是：將定直流功率端的功率劃分為n個(gè)區(qū)段，按以下步驟求解第k個(gè) 區(qū)段的直流網(wǎng)絡(luò)損耗0≤k≤n,k∈N：

(1)獲取配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)及節(jié)點(diǎn)功率注入信息，包括：母線編號、名稱、 負(fù)荷有功、輸電線路的支路號、首端節(jié)點(diǎn)和末端節(jié)點(diǎn)編號、串聯(lián)電阻；

(2)設(shè)定定直流電壓端初始電壓值為直流系統(tǒng)的額定電壓U＝U_N，k的 初始值為0；

(3)設(shè)定定直流功率端初始功率為其中其中P_N為定直流功率段額定功率，n為定直流功率端的功率劃分的區(qū)段總數(shù)，k為此次計(jì)算中所取區(qū)段的對應(yīng)序號；

(4)進(jìn)行潮流計(jì)算，建立直流潮流方程并且迭代求解，獲得各節(jié)點(diǎn)電壓 值和各支路電流值；

(5)檢查各節(jié)點(diǎn)電壓，分為以下三種情況考慮：

情況1、存在節(jié)點(diǎn)電壓低于電壓穩(wěn)定下限值U_min，則令定直流電壓端的電壓U增加1％U_N，若此時(shí)存在節(jié)點(diǎn)電壓高于電壓穩(wěn)定上限值U_max，則令直流網(wǎng)絡(luò)損耗其中P_load為負(fù)荷端總功率，進(jìn)入(6)；若此時(shí)不存在節(jié)點(diǎn)電壓高于電壓穩(wěn)定上限值U_max，則返回(4)；