[發明專利]一種用于直流配電網的扁平化運行控制方法及系統

有效

• 申請號: 202010636301.9
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111934307B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 劉海濤;徐旖旎;熊雄;張海;季宇;李蕊
• 申請（專利權）人: 國網上海能源互聯網研究院有限公司;國家電網有限公司;國網上海市電力公司
• 主分類號: H02J1/12
• 分類號: H02J1/12
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 劉海蓉

本發明公開了一種用于直流配電網的扁平化運行控制方法及系統，屬于直流配電網運行控制技術領域。本發明方法，包括：將直流配電網的原三層控制架構，修改為以上層管理系統和底層終端在內的扁平化控制架構；建立能量優化模型，根據能量優化模型生成底層終端的最優功率命令；獲取底層終端的控制特征，根據控制特征生成多分段有功?電壓P?U特性曲線；確定下垂系數，根據下垂系數及控制策略對底層終端的單元進行下垂控制模式切換，控制直流配電網扁平化運行。本發明一方面可節省在控制系統上的投資，另一方面系統中各底層終端根據制定好的多分段有功?電壓P?U特性曲線實現控制的自主切換，可實現終端層面的即插即用功能。

技術領域

本發明涉及直流配電網運行控制技術領域，并且更具體地，涉及一種用于直流配電網的扁平化運行控制方法及系統。

背景技術

當前配電系統中源、荷兩端直流特征愈發明顯，再加上儲能端口輸出也為直流。因此在傳統配電系統中通過直流方式進行組網來對區域內直流型光伏、儲能、電動汽車等負荷進行管控是一種提高各單元并網靈活性、提高系統能量轉換效率的有效方式。另一方面直流系統中母線電壓信息即反應了系統中供需功率平衡情況，相比較交流系統，其運行控制中所涉及到的變量更加簡單。因此，直流配電從系統高效、低耗、可靠、方便新能源接入等方面均顯現出巨大的經濟技術優勢。

當前無論是配電系統還是微網系統均延續的大電網多層級的控制架構，從二次架構上一般包括站控層、間隔層和過程層。直流配電系統基于電力電子接口進行組網，呈現出電力系統電力電子化的特征，多層級的控制架構并不利于多換流器并網后快速響應控制的需求，另外，發表在《中國電機工程學報》的《直流配用電系統關鍵技術及應用示范綜述》指出下垂控制將是未來直流系統普遍采用的一種控制策略，即各單元能夠基于本地信息進行分散自律控制，同時實現終端的即插即用，在多機并聯下垂控制中，下垂系數的整定是提高系統整體控制性能的關鍵，不僅影響到對等控制下多個單元間的功率分配精度，還會影響到系統低頻振蕩。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種用于直流配電網的扁平化運行控制方法，包括：

獲取扁平化控制架構中的上層管理系統的源和荷兩側的預測信息，根據源和荷兩側的預測信息，建立能量優化模型，根據能量優化模型生成扁平化控制架構中的底層終端的最優功率命令；

所述扁平化處理架構，用于確定上層管理系統與底層終端各終端的相關聯的控制策略；

根據最優功率命令，對底層終端進行控制，獲取底層終端的控制特征，根據控制特征生成多分段有功-電壓P-U特性曲線；

根據多分段有功-電壓P-U特性曲線，確定下垂系數，根據下垂系數及控制策略對底層終端的單元進行下垂控制模式切換，控制直流配電網扁平化運行。

可選的，多分段有功-電壓P-U特性曲線，進行時域分析及頻域分析后，確定最優下垂控制系數，根據最優下垂控制系數，優化直流配電網扁平化控制運行。

可選的，底層終端，包括：儲能電站、光伏電站、低壓微網并網變換器和/或負荷并網變換器。

可選的，控制策略，具體包括：

直流配電網中光伏電站以最大功率進行輸出；

直流配電網中換流站控制交互功率以最優執行命令執行定功率控制，或作為系統主控單元進行定電壓控制直流母線電壓；

直流配電網中儲能電站以最優執行命令進行定功率充放電，或進行定電圧控制維持直流母線電壓恒定；直流配電網中低壓微網并網變換器，始終進行定低壓側電壓控制，維持低壓微網母線電壓恒定；

直流配電網中負荷并網變換器，根據預設需求進行定功率控制；

可選的，根據能量優化模型生成底層終端的最優功率命令，具體為：