[發明專利]一種直流配電網的電壓協調控制方法

有效

• 申請號: 201610101374.1
• 申請日: 2016-02-24
• 公開（公告）號: CN105552949B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 康小寧;馬秀達;張超;蔣帥;屈小云;王豪
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/38;H02J3/32;H02J3/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種直流配電網的電壓協調控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，通過潮流計算給出從換流站的有功參考值，從而保證各節點直流電壓以及主換流站輸入功率不越限；

步驟二，主換流站實時檢測輸入功率，蓄電池和從換流站并網換流器均實時檢測直流端口處電壓；

步驟三，若直流端口處的直流電壓波動范圍為0.97pu～1.03pu，主換流站控制直流電壓，輸入功率不越限；從換流站有功恒定，風機和光伏電池均以最大功率跟蹤MPPT模式運行，蓄電池處于待機狀態；

步驟四，若直流電壓波動范圍為0.95pu～0.97pu或1.03pu～1.05pu，主換流站輸入功率達到額定值，進入限流模式，以恒功率運行；從換流站進入下降控制，改變功率輸出；

步驟五，若直流電壓小于0.95pu或大于1.05pu，主換流站進入限流模式，以恒功率輸出運行；從換流站進入下降控制，改變功率輸出；蓄電池并網換流器進入下降控制，快速充放電改善直流側功率分布；

步驟六，若各調壓元件均以最大額定容量運行，且直流電壓小于0.95pu，應切除的次級負荷；若各調壓元件均以最小額定功率運行，且直流電壓大于1.05pu，分布式電源應降功率運行，若檢測到蓄電池的荷電狀態SOC大于0.8或小于0.4，切除蓄電池。

2.根據權利要求1所述的一種直流配電網的電壓協調控制方法，其特征在于，所述步驟一中，主換流站作為平衡節點，從換流站、負荷和分布式電源作為P節點，給出從換流站有功參考值，保證各節點直流電壓以及主換流站輸入功率不越限，潮流方程如下：

其中：P_i表示節點i的輸入功率；V_i和V_j表示節點i和j的直流電壓；I表示直流配電網中所有節點的集合，G_ij為節點電導矩陣元素。

3.根據權利要求1所述的一種直流配電網的電壓協調控制方法，其特征在于，所述步驟三中，主換流站和從換流站的控制策略為帶前饋解耦的矢量控制，d軸控制直流電壓或有功，q軸控制無功；光伏電池和風機分別通過boost變換器和VSC換流器實現并網，光伏電池通過調整電壓和電流保證光伏電池運行于最佳伏安特性曲線，風機通過控制開環槳距角保證直驅風機運行在最佳風能曲線；蓄電池通過boost/buck雙向變換器并網。

4.根據權利要求1所述的一種直流配電網的電壓協調控制方法，其特征在于，所述步驟四中，從換流站通過最大最小值操作進入下降控制，其U-P下垂特性曲線表示為：

其中：U_dc表示直流電壓實際大小；P_L表示從換流站的輸入功率；P_ref表示有功參考值；k_B為曲線斜率，斜率越小，表示對電壓的控制能力越強；U^*_dc表示從換流站進入下垂特性控制的拐點，分別為1.03pu或0.97pu。

5.根據權利要求1所述的一種直流配電網的電壓協調控制方法，其特征在于，所述步驟五中，蓄電池并網換流器的U-P下降特性曲線為：

U_{BES_dc}＝U_{BES_ref}+k_B(P_BES-P_{BES_ref}) (3)

其中：U_{BES_dc}表示蓄電池端口的實際電壓值；P_{BES_ref}表示蓄電池有功輸出參考值，取為0；k_B為曲線斜率；P_BES表示蓄電池輸出有功功率實際值；U_{BES_ref}表示蓄電池端口參考值電壓值，取為1.05pu或0.95pu。

6.根據權利要求1所述的一種直流配電網的電壓協調控制方法，其特征在于，所述步驟六中，切除負荷最小值為：

ΔP_LOAD＝P_LOAD-P_Gmax-P_DG-P_{BES_max}-∑P_Lmax (4)

其中：ΔP_LOAD表示需要切除的負荷大小；P_LOAD表示負荷功率；P_Gmax表示主換流站最大輸出功率；P_DG表示分布式電源發出功率；P_{BES_max}表示儲能裝置能發出的最大功率；P_Lmax表示從換流站的最大輸出功率；

分布式電源減少輸出功率最小值為：

ΔP_DG＝P_DG+P_Gmin+P_{BES_min}+∑P_Lmin-P_LOAD (5)

其中：ΔP_DG表示需要切除的分布式電源功率大小；P_DG表示分布式電源發出功率；P_Gmin表示主換流站最小輸出功率；P_{BES_min}表示儲能裝置能發出的最小功率；P_Lmin表示從換流站的最小輸出功率；P_LOAD表示負荷功率。