[發明專利]一種交直流混合配電網運行模式無縫切換控制方法

有效

• 申請號: 202010636694.3
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111711196B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 陸玲霞;于淼;楊鵬程;陳勇攀;于希娟;師恩潔;李洪濤;趙賀;何彥彬;沈洋;余謙;王天一;李博倫;常媛;莫小林;吳林林
• 申請（專利權）人: 浙江大學;國網北京市電力公司;國網冀北電力有限公司
• 主分類號: H02J3/02
• 分類號: H02J3/02;H02J3/00;H02J3/28
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種交直流混合配電網運行模式無縫切換控制方法，所述混合配電網包括兩個交流子網和一個直流子網，兩個交流子網分別通過AC/DC換流器與直流子網連接,同時，兩個交流子網經AC/AC連接公共電網；其中，所述混合配電網在交流側接有交流負載，在直流側接有儲能系統和直流負載，所述儲能系統中，儲能單元通過儲能換流器連接到直流子網；其特征在于，該方法包括如下步驟：

(1)以兩個AC/DC換流器和儲能換流器作為三個受控電壓源，中央控制器通過監控電網運行狀態分別對三個受控電壓源下發控制指令ΔV，實現不同運行模式下的電壓穩定、功率自適應分擔以及儲能SOC調控，具體包括如下三種模式：

(a)在所述交流子網兩路并網均正常時，混合配電網運行于正常工作模式，兩路AC/DC換流器正常運行，假定足以滿足直流負載功率需求，中央控制器下發指令ΔV_x(x＝1或2,3)調控兩路AC/DC換流器提供直流母線電壓支持，同時校正功率分擔比，直流儲能換流器只需控制儲能SOC，采用定功率控制；指令ΔV_x(x＝1或2,3)通過下述方式計算獲得：

ΔV_x＝(K_P1+K_I1/s)(v^*-v_dcbus)+(K_P2+K_I2/s)(i_average-i_dc,x),x＝1,2 (1)

其中，x＝1,2，分別表示對應的兩個AC/DC換流器的序號，K_P1,K_P2分別對應電壓量和電流量的PI調節器的比例系數，K_I1,K_I2分別對應電壓量和電流量的PI調節器的積分系數，1/s表示PI調節的積分環節，v^*為直流母線額定電壓，v_dcbus為直流母線實際電壓，i_dc,x為AC/DC換流器輸出電流，i_average為參與直流功率分擔的AC/DC換流器的參考電流，電壓相同情況下，控制電流比即能實現功率分擔；

所述儲能換流器僅控制儲能SOC，采用定功率控制，中央控制器下發指令ΔV₃可以通過下述方式計算獲得：

其中，i_dc,3,ref為儲能系統定功率控制的充放電參考電流，且i_dc,3,ref＞0，i_dc,3為儲能系統實際充放電電流，i_dc,3＞0表示儲能系統放電，i_dc,3＜0表示儲能系統充電；

(b)在所述交流子網兩路并網出現一路故障時，混合配電網運行于單路故障模式，中央控制器切除故障對應的AC/DC換流器，直流電壓變成由儲能換流器和另一路非故障AC/DC換流器共同支持，中央控制器下發指令ΔV_x(x＝1或2,3)，調控儲能換流器和非故障AC/DC換流器參與直流母線電壓支持和自適應功率分擔；指令ΔV_x(x＝1或2,3)通過下述方法計算獲得：

ΔV_x＝(K_P1+K_I1/s)(v^*-v_dcbus)+(K_P2+K_I2/s)(i_average-i_dc,x),x＝1或2,3 (3)

其中，此處i_dc,x，x＝1或2，為非故障AC/DC換流器的實際輸出電流，i_dc,3為儲能換流器的實際輸出電流；

(c)在所述交流子網雙路并網均出現故障時，混合配電網運行于雙路故障模式，中央控制器切除雙路AC/DC換流器，直流電壓僅由儲能換流器控制，中央控制器通過下發ΔV₃給儲能換流器，實現直流電壓支持和提供直流負載所需功率；ΔV₃通過下述方法計算得：

ΔV₃＝(K_P1+K_I1/s)(v^*-v_dcbus) (4)

(2)三個受控電壓源的外環控制在采用直流電壓下垂控制的基礎上，引入電壓偏差量，實現根據ΔV分別給出雙路AC/DC換流器和儲能換流器的直流參考電壓v_dc,x,ref；具體如下所示：

v_dc,x,ref＝v^*-ki_dc,x+ΔV_x,x＝1,2,3 (5)

其中v_dc,x,ref為受控電壓源的輸出參考電壓，k為下垂系數，i_dc,x為受控電壓源輸出電流，ΔV_x為中央控制器的下發指令；

內環控制為基于PI調節器實現的參考電壓跟蹤控制，實現混合配電網運行模式無縫切換控制。

2.根據權利要求1所述的交直流混合配電網運行模式無縫切換控制方法，其特征在于，所述混合配電網在直流側還接有光伏發電系統，所述光伏發電系統以最大功率點運行。