[發(fā)明專利]柔性多狀態(tài)開關(guān)的平滑切換控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910318575.0
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110061529B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張國榮;沈聰;彭勃;朱一鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/50;H02J3/40
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

本發(fā)明公開了一種柔性多狀態(tài)開關(guān)的平滑切換控制方法，其柔性多狀態(tài)開關(guān)的端口數(shù)不小于3；各端口的工作模式包括U_dcQ模式、PQ模式和VF模式；正常工作時，一個端口工作在U_dcQ模式，其它各端口均工作在PQ模式；在任一端口饋線故障時，發(fā)生饋線故障的端口切換到VF模式，為故障失電區(qū)的重要負荷進行供電；其特征是：平滑切換控制方法包括直流電壓協(xié)調(diào)控制、工作模式平滑切換控制和相位平滑控制，柔性多狀態(tài)開關(guān)的各端口均采用PI調(diào)節(jié)器和穩(wěn)態(tài)逆模型相結(jié)合的外環(huán)控制器實現(xiàn)相應(yīng)的工作模式，U_dcQ端口根據(jù)所有端口的可調(diào)容量進行選取。本發(fā)明在提升協(xié)調(diào)控制效果的同時實現(xiàn)柔性多狀態(tài)開關(guān)的平滑切換控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及柔性配電設(shè)備控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種柔性多狀態(tài)開關(guān)的平滑切換控制方法。

背景技術(shù)

近年來，基于電力電子技術(shù)的柔性配電裝備發(fā)展迅速，其中柔性多狀態(tài)開關(guān)(flexible multi-state switch,FMSS)具備靈活的潮流調(diào)節(jié)能力，可有效優(yōu)化配電網(wǎng)潮流，控制方式多樣且響應(yīng)速度快，在提高分布式電源消納水平、平衡饋線負荷、快速恢復(fù)供電等方面具有巨大的潛力。

對于多端口FMSS，為了發(fā)揮FMSS精確潮流控制及快速供電恢復(fù)的優(yōu)勢，需要對各端口變流器進行協(xié)調(diào)控制。FMSS正常工作時，通常其中一個端口工作于恒直流電壓與無功模式模式，即U_dcQ模式，其它端口工作于恒功率模式，即PQ模式；當PQ端口饋線故障時，需要切換到恒壓恒頻模式，即VF模式，從而為故障失電區(qū)的重要負荷進行供電，并且在饋線恢復(fù)正常后重新切換到初始工作模式；當U_dcQ端口饋線故障時，需要將其它端口中的一個端口切換到U_dcQ模式，并將饋線故障的U_dcQ端口切換到VF模式。端口的不同工作模式之間相互切換不可避免地存在暫態(tài)調(diào)整過程，傳統(tǒng)的雙閉環(huán)控制策略應(yīng)用在FMSS上無法有效抑制模式切換過程中電流的沖擊以及直流側(cè)和交流側(cè)電壓的波動、無法保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種柔性多狀態(tài)開關(guān)的平滑切換控制方法，在提升協(xié)調(diào)控制效果的同時實現(xiàn)模式的平滑切換。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明柔性多狀態(tài)開關(guān)的平滑切換控制方法，所述柔性多狀態(tài)開關(guān)的端口數(shù)不小于3；各端口的工作模式包括并網(wǎng)運行下的恒直流電壓與無功模式即U_dcQ模式，并網(wǎng)運行下的恒功率模式即PQ模式，以及離網(wǎng)運行下的恒壓恒頻模式即VF模式；所述柔性多狀態(tài)開關(guān)在正常工作時，一個端口工作在U_dcQ模式，其它各端口均工作在PQ模式；在任一端口饋線故障時，將發(fā)生饋線故障的端口切換到VF模式，為故障失電區(qū)的重要負荷進行供電；其特點是：所述平滑切換控制方法包括直流電壓協(xié)調(diào)控制、工作模式平滑切換控制和并離網(wǎng)相位平滑控制，U_dcQ端口是根據(jù)所有端口的可調(diào)容量進行選取，各工作模式均采用PI調(diào)節(jié)器和穩(wěn)態(tài)逆模型相結(jié)合的外環(huán)控制器。

本發(fā)明柔性多狀態(tài)開關(guān)的平滑切換控制方法的特點也在于，同一端口的不同工作模式具有各自相應(yīng)的外環(huán)控制器，且共用同一電流內(nèi)環(huán)；所述電流內(nèi)環(huán)采用基于前饋解耦的控制結(jié)構(gòu)，所述電流內(nèi)環(huán)的控制方程如式(1)：

其中：

s_d和s_q分別為端口變流器開關(guān)函數(shù)的d軸分量和q軸分量；

U_dc為柔性多狀態(tài)開關(guān)的直流母線電壓；

k_iP和k_iI分別為電流內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器的比例和積分系數(shù)；

i_dref和i_qref分別為電流內(nèi)環(huán)d軸參考值和q軸參考值；