[發明專利]含電力電子變壓器交直流系統的運行控制方法及裝置

有效

• 申請號: 202010522720.X
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111769566B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 袁宇波;張宸宇;袁曉冬;楊景剛;史明明;葛雪峰;劉瑞煌;繆惠宇;姜云龍
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/02
• 分類號: H02J3/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 史俊軍

本發明公開了一種含電力電子變壓器交直流系統的運行控制方法，包括根據采集的系統直流母線電壓和DC/DC變換器輸出電壓，判斷系統的運行狀態；根據系統運行狀態、采集的DC/DC變換器額定功率、DC/DC變換器有功功率、微網允許吸收功率、微網允許輸出功率，調整DC/DC變換器的控制模式和功率參考值，實現系統運行控制。同時公開了相應的裝置。本發明利用直流母線電壓、DC/DC變換器輸出電壓、DC/DC變換器額定功率、DC/DC變換器有功功率、微網允許吸收功率、微網允許輸出功率，實現對系統的整體運行控制，保證了系統的可靠和高效運行。

技術領域

本發明涉及一種含電力電子變壓器交直流系統的運行控制方法及裝置，屬于交直流系統技術領域。

背景技術

大量分布式可再生能源并網，對電力系統的靈活接入和有效管控提出了新的挑戰。基于電力電子變換裝置的交直流混聯系統可以在多個交直流電壓等級集成分布式可再生能源，能夠為可再生能源規模化接入和優化運行控制提供有效的技術手段，成為未來電網重要的形態之一。

含電力電子變壓器交直流系統結構如圖1所示，由于電力電子變壓器能夠穩定控制其直流端口電壓，直流端口輸出可視為穩定直流源。在此基礎上，直流母線后端可以配置不同DC/DC變換器，形成不同的直流端口以便連接不同形式的微網子系統。系統正常運行時，各DC/DC變換器采用直流電壓-功率下垂控制方式，各微網也可采用直流電壓-功率下垂控制方式。

含電力電子變壓器的交直流系統中，由于分布式能源、微電網以及交流電網等運行的多重不確定性，使得系統的安全運行面臨新的挑戰。因此，需要一種新的運行控制方法。

發明內容

本發明提供了一種含電力電子變壓器交直流系統的運行控制方法及裝置，解決了背景技術中披露的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

含電力電子變壓器交直流系統的運行控制方法，包括，

根據采集的系統直流母線電壓和DC/DC變換器輸出電壓，判斷系統的運行狀態；

根據系統運行狀態、采集的DC/DC變換器額定功率、DC/DC變換器有功功率、微網允許吸收功率、微網允許輸出功率，調整DC/DC變換器的控制模式和功率參考值，實現系統運行控制。

系統的運行狀態包括功率缺額狀態和功率盈余狀態

根據采集的系統直流母線電壓和DC/DC變換器輸出電壓，判斷系統的運行狀態，具體過程為，

響應于且則判定系統處于功率盈余狀態；

響應于且則判定系統處于功率缺額狀態；

其中，U_dc為系統直流母線電壓，I為系統DC/DC變換器數量，U_i為第i個DC/DC變換器輸出電壓，i∈[1,I]，α₁、α₂為判據閾值。

系統處于功率盈余狀態，調整DC/DC變換器的控制模式和功率參考值的過程為，

響應于系統處于功率盈余狀態，獲取max[min(S₁,P_1,in),...,min(S_i,P_i,in),...,min(S_I,P_I,in)]對應的DC/DC變換器，將該DC/DC變換器的直流電壓-功率下垂控制方式切換為定有功功率控制方式，調整該DC/DC變換器的功率參考值；

其中，S_i為第i個DC/DC變換器的額定功率，I為系統DC/DC變換器數量，i∈[1,I]，P_i,in為與第i個DC/DC變換器所連的微網允許吸收功率。

DC/DC變換器功率參考值的調整公式為，