[發明專利]交直流混合微網多模式運行協調控制方法及平滑切換方法

有效

• 申請號: 201710461530.X
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107240934B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 李鵬;周國華;陳安偉;郭天宇;李國杰
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）;國網浙江省電力有限公司
• 主分類號: H02J4/00
• 分類號: H02J4/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

一種交直流混合微網多模式運行協調控制方法及平滑切換方法，將交直流混合微網分為交流區、交直潮流斷面區和直流區；在交直流混合微網并網運行時依據直流區功率不平衡量的程度分為自主運行模式和交定直運行模式；在交直流混合微網離網運行時，選定多臺雙向AC/DC換流器中的一臺為主雙向AC/DC換流器，其余為從雙向AC/DC換流器，依據雙向AC/DC換流器接入的臺數不同將運行模式分為直定交小功率運行模式和直定交大功率運行模式。通過對交直流混合微網的直流母線電壓和交流母線頻率分別進行二次調節和潮流平復，使交直流混合微網實現從交定直運行模式向直定交小功率運行模式平滑切換，使直定交大功率運行模式向自主運行模式平滑切換。本發明提高了系統的電能質量。

技術領域

本發明涉及一種交直流混合微網功率協調控制方法。特別是涉及一種交直流混合微網多模式運行協調控制方法及平滑切換方法。

背景技術

隨著分布式電源種類的增加和數量的增長、直流負荷的普及，配電網結構的復雜多樣，交流微網難以全面滿足日益增長的供用電需求，為保證新能源及可再生能源的高效消納利用和滿足用戶多元化電力需求，需積極開展交直流混合微網研究。交直流混合微網可有效整合交流微網和直流微網各自優勢，構成交直流互補式供能系統。

交直流混合微網中接入的高密度分布式能源具有強隨機性，且大電網與交流區、交流區與直流區、直流區與儲能系統區域間能量雙向流動，勢必造成微網潮流變化多樣，對交直流混合微網穩定運行提出更高要求。進一步研究并網運行與離網運行模式切換過程中，交直潮流斷面存在功率不能瞬間釋放問題，對系統造成暫態電壓和電流沖擊，因此研究適合的交直流混合微網多模式穩定運行和并網、離網平滑切換具有意義重大。

現有文獻在這方面研究并不完善，文獻張璐、唐巍發表于2016年11月20日《中國電機工程學報》第36卷第22期上的《基于VSC的交直流混合中壓配電網功率–電壓協調控制》一文中從優化運行層面將配電網運行分為正常和風險兩種狀態，利用數學模型和優化算法實現電網的經濟安全運行，并未從系統層面分析電壓波動和功率平衡問題。文獻李鵬、于曉蒙、趙波發表于2016年1月5日《中國電機工程學報》第36卷第1期上的《基于混合靈敏度的交直流混合微網交直流斷面電壓H_∞魯棒控制》一文中針對斷面兩側的電壓提出基于混合靈敏度的H_∞魯棒控制，提高了交直流混合微電網抗擊交流擾動和直流擾動的性能，研究側重交直流斷面的雙向AC/DC換流器控制方法，并未考慮交直潮流斷面功率雙向流動。文獻王盼寶、王衛發表于2015年9月5日《中國電機工程學報》第35卷第17期上的《直流微電網離網與并網運行統一控制策略》一文中設計基于直流母線電壓信息的協調自治控制方案，通過非重要負載降功率運行穩定直流電壓，且可根據預定控制方案在各模式間切換，實現了直流微網并、離網運行的統一控制，但文中僅說明多模式切換的邏輯實現過程，并未考慮在并、離網模式切換過程中的平滑過渡。

因此，如何提供一種能夠滿足交直流混合微網多模式穩定運行及并網與離網平滑切換的控制方法是本領域技術人員目前亟需解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種交直流混合微網根據實際運行情況調整功率流動的多模式運行協調控制方法及平滑切換方法。

本發明所采用的技術方案是：一種交直流混合微網多模式運行協調控制方法，是應用于多臺雙向AC/DC換流器和儲能雙向DC/DC換流器的多模式運行協調控制及平滑切換的方法，所述的方法包括：交直流混合微網分為交流區、交直潮流斷面區和直流區；在交直流混合微網并網運行時依據直流區功率不平衡量的程度分為自主運行模式和交定直運行模式；在交直流混合微網離網運行時，選定多臺雙向AC/DC換流器中的一臺為主雙向AC/DC換流器，其余的為從雙向AC/DC換流器，依據雙向AC/DC換流器接入的臺數不同將運行模式分為直定交小功率運行模式和直定交大功率運行模式。