[發明專利]一種柔性配網供電系統有功功率控制方法

有效

• 申請號: 201711159791.2
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN109818376B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 陳剛;丁勇;蔣順平;李旭;胡凱;石祥建;劉為群
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司徐州供電公司;南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葛瀟敏

本發明公開一種柔性配網供電系統有功功率控制方法，所述柔性配網供電系統中設有n臺柔性變流器、n臺配電變壓器、n段交流母線和1條直流母線，各柔性變流器兩端分別連接直流母線和對應交流母線的一端，交流母線的另一端連接對應配電變壓器，n為整數且n≥2；任意一臺柔性變流器運行在直流母線電壓控制模式，其它柔性變流器運行在有功無功控制模式，當任意交流母線過載時，協調控制單元控制一臺或多臺柔性變流器實現對過載交流母線進行有功功率支援，防止配電變壓器過載。此種方法可實時監測每條母線的負荷情況，通過傳統比例積分控制得到柔性變流器功率指令，自動靈活協調每段母線間的功率流動，防止配變過載；控制方案簡單，易于工程實現。

技術領域

本發明屬于柔性直流配電技術領域，特別涉及一種柔性配網供電系統有功功率控制方法。

背景技術

近年來，在低壓配網供電系統領域，隨著分布式電源接入量的不斷增大，電動汽車不斷增加以及可控負荷的增多，使得傳統配電網面臨許多挑戰。由于傳統配電網供電系統容量限制，隨著充電樁或充電機等短時大功率沖擊性負載的增加，易造成配變過載，甚至引起供電系統故障。為了解決這些問題，傳統的電網已逐漸從被動模式轉向主動模式，其中利用柔性直流輸電技術形成交直流混合配電系統，成為配電網發展的有效途徑。

柔性配網供電系統通過在每段母線上接入柔性變流器，再通過直流母線進行柔性互聯，如何協調控制每一個變流器的能量流動至關重要。當某段母線過載時，可以人工調節其它母線的柔性變流器功率指令，對過載母線進行功率轉供，但是無法保證功率轉供后本段母線不過載。同時，這種人工調節方法無法實現實時快速調節，無法充分發揮柔性配網供電系統的優越性。因此，需要一種智能控制方法，自動實現對每臺變流器的功率協調控制，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種柔性配網供電系統有功功率控制方法，其可實時監測每條母線的負荷情況，通過傳統比例積分控制得到柔性變流器功率指令，自動靈活協調每段母線間的功率流動，防止配變過載；控制方案簡單，易于工程實現。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種柔性配網供電系統有功功率控制方法，所述柔性配網供電系統中設有n臺柔性變流器、n臺配電變壓器、n段交流母線和1條直流母線，其中，各柔性變流器兩端分別連接直流母線和對應交流母線的一端，交流母線的另一端連接對應配電變壓器，n為整數且n≥2；所述控制方法的內容是：任意一臺柔性變流器運行在直流母線電壓控制模式，其它柔性變流器運行在有功無功控制模式，當任意交流母線過載時，協調控制單元控制一臺或多臺柔性變流器實現對過載交流母線進行有功功率支援，防止配電變壓器過載。

上述協調控制單元控制一臺或多臺柔性變流器實現對過載交流母線進行有功功率支援時，設第i臺柔性變流器運行在直流母線電壓控制模式，i∈n；設功率以注入電網方向為正；第r臺柔性變流器的功率指令Pcr＝Por-Pfr，其中，r∈n且r≠i，Por為第r臺柔性變流器的第一有功功率差經過PI控制器調節后得到的變量，Pfr為第r臺柔性變流器的第二有功功率差經過PI控制器調節后得到的變量，第一有功功率差的計算方法是：Psr-Pmax，其中，Psr為第r臺配電變壓器的有功功率，Pmax為配電變壓器額定容量；第二有功功率差的計算方法是：

上述PI控制器具備限幅功能，幅值上限不大于柔性變流器的額定容量Pcmax，幅值下限為零。

采用上述方案后，本發明的有益效果是：

(1)任一柔性變流器直流母線電壓控制，當任意母線過載時，協調控制單元可以控制一臺或多臺柔性變流器實現對過載母線進行有功功率支援，防止配電變壓器過載；

(2)柔性變流器有功功率指令通過傳統比例積分控制所得，方法簡單，易于工程實現；能夠同時自動、靈活控制柔性變流器能量流動的大小和方向，工程應用中安全可靠。

附圖說明

圖1是本發明所涉及的柔性配網供電系統架構示意圖；