[發明專利]一種直流微電網潮流交互控制器及其調控方法

有效

• 申請號: 202111253045.6
• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN113991631B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 金濤;劉惟誠;廖皇政;張鐘藝
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00;H02M3/335;H02M3/156
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

本發明涉及一種直流微電網潮流交互控制器及其調控方法。潮流交互控制器能在相互聯結的兩個直流微電網之間控制潮流雙向流動。通過將雙有源橋直流變換器和全橋直流變換器連接起來，構成潮流控制器系統，同時采用真空斷路器靈活實現其工作模式的切換。就控制系統而言，兩級變換器系統均采用比例積分閉環控制，進一步提升系統整體穩定性和抗干擾性能。整體而言，本發明提出的潮流交互控制器及其控制算法能夠很好地應用在互聯直流微電網系統中，控制潮流的雙向流動，同時整體裝置主電路流經的功率較小，減小系統損耗的同時降低了系統整體的裝配成本，控制算法實現過程簡單，硬件設計方便。

技術領域

本發明涉及電力系統直流微電網潮流調節相關領域，具體涉及一種直流微電網潮流交互控制器及其調控方法。

背景技術

在我國的偏遠地區，供電方式多采用孤島電網運行方式，分布式發電已經成為一種非常具有應用前景的供電方式。微電網是將分布式發電系統，如太陽能、風能、化石燃料電池等，和當地供電負載、能量儲存系統進行有機整合的統一體。微電網屬于局部電網，可以視作一種有能力去交互供電或孤島供電的獨立供電系統。按照供電類型，微電網可以分為直流微電網和交流微電網。由于直流微電網具有更高的效率，更易于接入儲能系統和分布式能源系統，具有更少的交直流變換環節，在能量傳輸過程中不存在無功功率和頻率波動問題，目前得到了廣泛應用。

單獨的直流微電網的潮流控制和實施較為簡單，只需滿足特定情況下的供電標準。但是單獨的直流微電網在面對自然環境的變化以及負荷短時間劇烈變化下顯得非常脆弱，為進一步提高直流微電網的供電穩定性和抗干擾能力，在目前的應用場景下，將一定距離內的兩個直流微電網進行交互連接，同時進行控制。將直流微電網進行互聯，可以更為靈活地應對多種突發狀況，減少整體系統儲能裝置的使用，系統的整體維護及運營成本也將進一步下降。將兩個直流微電網進行簡單的電氣連接，如果不加以潮流控制，直流電纜上流經的功率僅與電纜線路電阻及線路首末端的電壓差有關。這說明如果兩個直流微電網的電壓等級相同，在這兩個電網系統間是不會存在能量交互的。同時考慮到微電網發電量的變化、負載的變化以及儲能裝置的充放電形式的變化，需要一種能夠對直流微電網進行潮流交互控制的應用方案，同時滿足相同電壓等級或不同電壓等級的微電網互聯應用場景。

授權公開號為CN110311379A的專利公開了一種交直流混合微電網模塊化結構及多功能運行方式，將交直流混合微電網分為六個模塊，進而確定模塊內部分布式電源和儲能方式的類型和控制方式；所述方案將其分為6個模塊：PCC模塊、交流微網不可調節模塊、交流微網調節模塊、直流微網調節模塊、直流微網不可調節模塊及互聯模塊。該發明旨在通過模塊化結構和控制，實現微電網的靈活組網，解決的是分布式發電靈活控制及接入問題，未對直流微電網間的潮流控制進行闡述。

發明內容

本發明的目的在于提供一種直流微電網潮流交互控制器及其調控方法，在直流微電網進行互聯時，能夠進行潮流調節與控制，直流微電網包含分布式新能源發電系統、用電負載及儲能裝置，當處于孤島運行時，在公共節點處滿足功率守恒條件。當系統產電過剩或產電不足時，容易造成電能的缺失或電能的浪費。通過將直流微電網進行交互連接，通過潮流交互控制器的調節作用，可以實現兩個微電網之間的雙向潮流流動，能源過剩的一端向能源不足的一端進行功率傳遞，進一步提高清潔能源的消納率，滿足用戶的基本用電需求。