[發(fā)明專利]面向交直流混合配電網(wǎng)的分布式電壓互動(dòng)支撐控制方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910976821.1
• 申請(qǐng)日: 2019-10-15
• 公開（公告）號(hào): CN110829448A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李虎成;袁宇波;卜強(qiáng)生;袁曉冬;高磊;柳偉;馬春生;王朝明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)有限公司;南京理工大學(xué);南京軟核科技有限公司;江蘇省電力試驗(yàn)研究院有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/16
• 分類號(hào): H02J3/16
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 張歡歡

本發(fā)明涉及一種面向交直流混合配電網(wǎng)的分布式電壓互動(dòng)支撐控制方法及系統(tǒng)，方法包括一次控制和二次控制構(gòu)成的雙層控制結(jié)構(gòu)，其中：一次控制采用下垂控制，使無功電壓下垂控制自適應(yīng)配電網(wǎng)負(fù)荷變化；二次控制采用分布式一致性控制，使配電網(wǎng)出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)各分布式電源分配無功，恢復(fù)電壓。本發(fā)明建立了雙層控制結(jié)構(gòu)，一次控制下垂控制實(shí)現(xiàn)交直流混合配電網(wǎng)的穩(wěn)定，二次控制分布式一致性，實(shí)現(xiàn)交直流功率互動(dòng)支撐，在恢復(fù)系統(tǒng)電壓的同時(shí)，提高了下垂控制的無功功率均分精度，從而抑制系統(tǒng)無功環(huán)流，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)運(yùn)行控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種面向交直流混合配電網(wǎng)的分布式電壓互動(dòng)支撐控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

分布式電源是實(shí)現(xiàn)可再生能源利用的主要方式，通過將分布式電源接入配電網(wǎng)，從而對(duì)各種分布式電源進(jìn)行管理和控制，使可再生能源充分利用到配電網(wǎng)中。相比于一般的交流配電網(wǎng)，交直流混合配電網(wǎng)擁有運(yùn)行模式多樣、交直流互動(dòng)支撐使系統(tǒng)能適應(yīng)各種分布式電源和負(fù)荷的接入等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)，高度隨機(jī)的分布式能源出力、靈活多樣的運(yùn)行模式又給交直流混合配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行控制提出了諸多挑戰(zhàn)。

互聯(lián)運(yùn)行方式下交直流配電網(wǎng)中連接交直流子網(wǎng)的雙向換流器和分布式電源需采取有效的控制策略，以對(duì)系統(tǒng)的交直流子網(wǎng)進(jìn)行互動(dòng)支撐和負(fù)荷的合理分配，否則會(huì)導(dǎo)致部分分布式電源和換流器滿載運(yùn)行。下垂控制是實(shí)現(xiàn)負(fù)荷均流的有效控制方式，但采用下垂控制對(duì)直流負(fù)荷分配后會(huì)引起直流母線電壓的變化，交流子網(wǎng)內(nèi)的潮流會(huì)重新調(diào)整引起電壓波動(dòng)，而且由于自然因素和接入的分布式電源地理位置的差異性，使得各分布式電源的饋線長短不一，導(dǎo)致它們的饋線阻抗也不一樣，通過下垂控制的分布式電源在各自的阻抗不一致的情況下，很難做到對(duì)系統(tǒng)各分布式電源的無功功率進(jìn)行合理分配，從而導(dǎo)致一些分布式電源過載，系統(tǒng)各處無功電壓不平衡，出現(xiàn)無功環(huán)流，進(jìn)而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

因此，需要對(duì)交直流配電網(wǎng)的無功電壓互動(dòng)控制策略開展研究以實(shí)現(xiàn)交直流無功電壓的有效控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種面向交直流混合配電網(wǎng)的分布式電壓互動(dòng)支撐控制方法及系統(tǒng)，解決交直流混合配電網(wǎng)交流子網(wǎng)與直流子網(wǎng)無功電壓互動(dòng)支撐的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種面向交直流混合配電網(wǎng)的分布式無功電壓互動(dòng)支撐控制方法，其特征是，包括一次控制和二次控制構(gòu)成的雙層控制結(jié)構(gòu)，其中：

一次控制采用下垂控制，使無功電壓下垂控制自適應(yīng)配電網(wǎng)負(fù)荷變化；

二次控制采用分布式一致性控制，使配電網(wǎng)出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)各分布式電源分配無功，恢復(fù)電壓。

進(jìn)一步的，所述下垂控制包括以下過程：

根據(jù)交流分布式電源中無功功率和電壓的下垂關(guān)系，如式(1)所示，在各交流分布式電源中建立無功電壓下垂控制模型；

式中f、U為交流分布式電源的頻率、電壓的實(shí)際值，f₀、U₀為頻率、電壓的參考值，K₁、K₂為有功頻率下垂控制系數(shù)和無功電壓下垂控制系數(shù)，P₀、Q₀為有功功率、無功功率參考值，P、Q為交流分布式電源的有功功率、無功功率實(shí)際值；

其中無功電壓下垂系數(shù)K₂為：

其中U₀、Q₀為下垂控制的電壓參考值和無功參考值，U₁、Q₁為確定下垂系數(shù)而設(shè)置的另一點(diǎn)的電壓、無功；

由式(1)得

ΔQ＝K₂·Δu (3)