[發明專利]交直流配電系統的控制方法、裝置、存儲介質和電子設備

有效

• 申請號: 202110352780.6
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113078671B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 宮成;王衛;李香龍;周運斌;趙瑞;段大鵬;丁屹峰;孟凡鳳;董晉陽;趙宇彤;董楠
• 申請（專利權）人: 國網北京市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/48;H02M7/483;H02M1/32
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 周春枚

本發明公開了一種交直流配電系統的控制方法、裝置、存儲介質和電子設備。其中，該方法包括：當交直流配電系統中的交流配電網發生單相接地故障時，確定交流配電網中的負序電流；采用直流配電網中的第一換流器對負序電流進行抑制，其中，直流配電網采用雙端拓撲結構，雙端拓撲結構中的第一換流器和第二換流器均為模塊化多電平換流器，第一換流器采用定功率控制，第二換流器采用定直流電壓控制。本發明解決了現有技術中由于交流系統非對稱故障對直流配電網產生影響，無法保證直流配電網在交流系統故障時仍維持分布式電源的高效發電與對直流負荷的高質量供電的技術問題。

技術領域

本發明涉及交直流配電系統領域，具體而言，涉及一種交直流配電系統的控制方法、裝置、存儲介質和電子設備。

背景技術

隨著分布式電源滲透率的提高與直流負荷的快速發展，直流配電網以其變換環節少、可控性強、電能質量問題少等優點，成為了可再生能源消納的重要配電方式。但是就技術發展趨勢和電網發展特征而言，直流配電網近期內不會取代交流配電網，電力技術的發展向著直流-交流-交/直混合的趨勢變化，交、直流配電網靈活銜接、優勢互補、協調發展是配電網發展的趨勢。交直流配電網通過電力電子換流器進行互聯，對于互聯后的交直流配電系統，一方面體現為交直流配電網相互支撐，即交流配電網可以對直流配電網提供電壓穩定支撐，而直流配電網也可為交流配電網提供電壓支撐功能。另一方面則體現為交直流配電網相互影響，配電系統交流側或直流側發生故障時，故障可能傳播至另一側，加劇故障的嚴重程度。尤其是在實際運行中，交流配電網發生單相接地故障的幾率較大，這將導致分布式發電系統出現輸出功率波動、輸出電流幅值上升等問題。

在交流系統故障對換流器直流側的影響方面，目前研究多集中于高壓直流輸電系統，主要關注的是故障后負序電流分量對換流裝置的威脅及相應的保護策略。而直流配電網中包括大量各類分布式電源與敏感的直流負荷，分布式電源的高效發電與直流負荷的正常工作都對直流電壓的質量提出了更高的要求。目前學界普遍認為，單相接地故障將導致換流器直流側電壓出現二倍頻波動。但對于具體的影響機理，大多文獻僅考慮了不對稱故障點處的2倍頻有功功率分量，忽略了交流濾波電感上瞬時功率特性。但在故障情況下，由于故障電流非常大，濾波電感上瞬時功率不容忽視，需要對故障情況下濾波電感上的瞬時有功功率特性進行分析和推導，以進一步明確交流故障對直流電壓的影響。

對于直流電壓波動的抑制，目前主流的控制策略是基于雙同步參考坐標系的負序電流控制。但是負序電流控制需要獲得精確的交流正序電壓的相位，由于負序電壓分量的存在，傳統的鎖相環(Phase-locked?Loop,PLL)無法實現準確的相位跟蹤。同時，當系統中存在諧波分量時，也會對PLL的跟蹤性能產生影響。基于解耦雙同步參考坐標系的鎖相環(Decouple?Double?Synchronous?Reference?Frame?PLL,DDSRF-PLL)是一種已被業界廣泛使用并證明其性能優越性的鎖相環同步技術，可以實現不對稱故障情況下的正序電壓相位跟蹤。但是此方法一是較為復雜，需要使用雙同步旋轉坐標變換消去負序分量。二則需要使用濾波器消去諧波分量，降低了系統的動態特性。為避免復雜的相序分離運算，現有技術中還提出了基于滑模控制的直接功率控制方式，簡化了控制系統的結構，但是滑模控制需要不斷切換控制量，從而產生抖振。

針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明實施例提供了一種交直流配電系統的控制方法、裝置、存儲介質和電子設備，以至少解決現有技術中由于交流系統非對稱故障對直流配電網產生影響，無法保證直流配電網在交流系統故障時仍維持分布式電源的高效發電與對直流負荷的高質量供電的技術問題。