[發明專利]直流配電網系統電壓柔性控制方法

有效

• 申請號: 201710164059.8
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106849106B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 李勇;賀悝;曹一家;王煒宇
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/36
• 代理公司: 廣州容大專利代理事務所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

本發明公開了一種直流配電網系統電壓柔性控制方法，包括采集每個所述母線節點運行的電氣量信息，確定所述接口變流器的運行模式，建立直流配電網系統的初始平衡狀態；然后判斷直流微網或交流微網的凈功率狀態與運行模式，按實際運行要求來制定母線節點的電壓控制目標；對交直流接口的虛擬慣性建立方程進行分析，根據不同的功率運行狀態，設計接口變流器及用電單元的參數；對第一DC/DC換流器的雙向直流接口的下垂特性進行分析，根據雙向直流接口的級聯下垂特性設計所述直流微網內儲能單元的出力補償對象及控制參數。本發明通過電壓柔性控制的方式，提高了直流配電網控制的穩定性、方便性、可靠性，充分利用儲能調節并減少功率波動。

技術領域

本發明屬于電力電子領域，特別涉及一種直流配電網系統電壓柔性控制方法。

背景技術

直流電網電壓與功率平衡的關系將決定直流配電網穩定運行，因此電壓穩定是反映直流配電網穩定性的重要指標。目前對于直流配電網的電壓控制策略尚無成熟方案，主要借鑒柔性直流輸電及直流微網的電壓控制策略，其中包括：

基于高帶寬通信的主從控制策略，即選擇某一換流站作平衡母線節點，其余換流站定功率控制，此策略實現簡單，但存在過于依賴站間通訊、可靠性不高的問題；

自適應下垂控制策略，即利用給定直流電壓與換流站功率的斜率關系進行多端直流系統的電壓控制，此策略無需通信，但存在穩定運行偏差、下垂系數的整定較為復雜、因選取不恰當的系數可能導致引起系統潮流混亂甚至失穩的問題。

另外，英文文獻《Multilevel Energy Management System for Hybridizationof Energy Storages in DC Microgrids》提出一種分層式直流微網電壓控制策略，在一次有差下垂控制的基礎上，引入二次電壓調整從而實現電壓質量的提升，但由于直流配電網母線節點數量多，潮流復雜，此方法存在在分布式控制的前提下難以實現的問題。

此外，由于電力電子器件的廣泛使用，將與直流配電網相連的外源交流電網視為無窮大電源的方法已不再合適，因為配網端口變流器在考慮穩定電壓的同時，需要適當考慮緩解其對交流電網的頻率影響。

為減小分布式電源功率波動特性的影響，儲能裝置目前已獲得廣泛應用，而且直流配電網中的獨立儲能單元多為分布式布局，其中包括：

一種為獨立配置的獨立儲能單元，通過雙向DC/DC變換器掛接于配網母線節點，追蹤直流電壓變化，控制方式與端口換流站相同；另一種為微網內部獨立儲能單元，或者只在微網孤島運行時啟用，將凈功率調節負擔全部轉移主網，作為緊急備用電源，或者基于負荷預測出力，在微電網并網運行時平抑凈功率高頻分量。以上運行方式存在儲能在單一模式下閑置率過高或依賴歷史數據控制精度低的問題。

隨著直流配電網規模的擴大，母線節點數增多，遠離換流站的母線節點電壓控制變得愈加復雜和困難；其次，可再生能源功率的高滲透率隨機頻繁波動亦給系統穩定運行帶來極大挑戰。

發明內容

有鑒于此，有必要針對上述問題，提供一種直流配電網系統電壓柔性控制方法。

本發明采用如下技術方案解決上述問題：

一種直流配電網系統電壓柔性控制方法，所述直流配電網系統包括用電單元、直流配電網、交流變壓器、變電站；

所述用電單元包括獨立儲能單元、直流微網、直流負荷、交流微網、交流負荷；

所述直流微網包括直流微網內儲能單元，交流微網包括交流微網內儲能單元；

所述獨立儲能單元或直流微網內儲能單元或交流微網內儲能單元為分布式儲能單元；

所述交流變壓器包括第一交流變壓器、第二交流變壓器；

所述變電站包括第一變電站、第二變電站；