一种优化直流配电网潮流的控制系统技术方案

本实用新型专利技术公布了一种优化直流配电网潮流的控制系统，该系统包括一个中央处理单元、若干负荷端及等量的测控终端、两个换流站站控系统、及所有测控终端之间、中央处理单元与各测控终端之间、以及中央处理单元与两个换流站站控系统之间的通信网；所述的测控终端与负荷端一一对应，用于采集相应负荷侧的功率，所述的两个换流站站控系统中一个为定直流电压控制换流站，另一个为定直流功率换流站。该系统可保证整个直流网络各端电压不越限，使得有功功率分配更加合理，同时得到更宽的直流电压控制范围和更低的直流网络损耗。

【技术实现步骤摘要】

本技术设及一种优化直流配电网潮流的控制系统，尤其设及一种用于优化带 两个电源端的直流配电网潮流的控制系统。
技术介绍
随着大功率电力电子器件、高压换流技术的高速发展，高压直流输电技术也得到 了不断的完善。直流配电网是一个具有先进的能源管理系统的智能、稳定的交直流混合广 域网络。与交流配电网相比，直流配电网存在着如下的明显优点：在绝缘水平相同的情况 下，直流配电网的传输功率约为交流配电网的1.5倍;直流配电网能够方便各种分布式电源 和电动汽车充电站的接入;不同于交流配电网，直流配电网并不存在满流损耗W及线路的 无功损耗，直流配电网的损耗仅为交流网络的15%~50%;理论上直流系统没有频率偏差、 =相电压不平衡和无功补偿等问题，因此能够有效避免电压波动与闪变、频率偏移、谐波污 染等问题，能够有效地改善电能质量，提高电网可靠性。 直流配电系统的主要控制目的是维持母线电压的稳定，目前有一种电压下垂式控 制的控制策略。它指的是所有具备功率调节能力的变换器均运行于直流电压的控制方式。 在运种控制模式下，电压调节和功率分配由多个换流站共同承担，根据换流站P-V特性曲线 斜率，决定该节点功率分配和电压调节能力且其控制特性为非线性(双曲线）。当换流器端 电压跌落时，其出力增加用W维持电压稳定，但是能否恢复到正常状态则得根据其特性曲 线斜率判断。因此此种控制方式的不足之处在于存在电压静差，且随系统规模的扩大，其稳 定运行区间将变窄，功率分配灵活性有所欠缺。此外，当系统检修或故障导致某一换流站退 出运行、风力发电场输入功率波动等时，传统下垂控制策略仍然按照原有系数进行功率分 配，无法根据系统运行的实际情况进行调节，使得换流站容量使用率较低、直流母线电压质 量较差，甚至出现换流站功率超限显然，运样的控制策略不能很好的适用于对稳定性有高 要求的直流配电网。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种优化直流配电网潮流的控制 系统，采用该系统可保证整个直流网络各端电压不越限，使得有功功率分配更加合理，同时 得到更宽的直流电压控制范围和更低的直流网络损耗。 本技术的优化直流配电网潮流的控制系统，其特征在于，包括一个中央处理 单元、若干负荷端及等量的测控终端、两个换流站站控系统、及所有测控终端之间、中央处 理单元与各测控终端之间、W及中央处理单元与两个换流站站控系统之间的通信网；所述 的测控终端与负荷端一一对应，用于采集相应负荷侧的功率，所述的两个换流站站控系统 中一个为定直流电压控制换流站，另一个为定直流功率换流站。 采用该系统进行优化直流配电网潮流的控制方法，该方法将定直流功率端功率划 分为n个区段，依次进行潮流计算后求取最小网络损耗情况下对应的电压值和功率值，采用 了功率值和电压值分开求解的方法，求解过程简化且计算速度较快，可W根据精度需求灵 活选取功率划分总区段数n的值。使得有功功率分配更加合理，同时得到更宽的直流电压控 制范围和更低的网损。 具体是:将定直流功率端的功率划分为n个区段，按W下步骤求解第k个区段的直 流网络损耗0<k<n，keN: (1)获取配电网网络参数及节点功率注入信息，包括:母线编号、名称、负荷有功、 输电线路的支路号、首端节点和末端节点编号、串联电阻； (2)设定定直流电压端初始电压值为直流系统的额定电压U = Un，k的初始值为0; (3)设定定直流功率端初始功率为，其中其中化为定直流功率段额定功率，n 为定直流功率端的功率划分的区段总数，k为此次计算中所取区段的对应序号； (4)进行潮流计算，建立直流潮流方程并且迭代求解，获得各节点电压值和各支路 电流值； (5)检查各节点电压，分为W下S种情况考虑： 情况1、存在节点电压低于电压稳定下限值Umin,则令定直流电压端的电压U增加 1 %化，若此时存在节点电压高于电压稳定上限值Umax,则令直流网络损耗Ail二与。。,，其中 Plnad为负荷端总功率，进入(6);若此时不存在节点电压高于电压稳定上限值Umax,则返回 (4)； 情况2、不存在节点电压低于电压稳定下限值Umin但存在其他节点电压高于电压稳 定上限值Umax,则令定直流电压端的电压U减小1%帕，若此时存在节点电压低于电压稳定下 限值Umin,则令A/1 =巧。^，进入(6);若此时不存在节点电压低于电压稳定下限值Umin,则返 回（4); 情况3、既不存在节点电压高于电压稳定上限值Umax,也不存在其他节点电压低于 电压稳定下限值Umin,计算此时的直流网络损耗:，进入(6); 上述直流网络损耗么戏,为线路损耗A Pu和换流器损耗A Pdc两部分之和，设直流 配电网线路只存在电阻，则线路损耗计算公式如下： Ar, = IlR::[001引式中i，j为支路两端节点数编号，Ib为i节点至Ij j节点的支路电流，Ri功i节点至Ij j节 点的支路电阻。 换流器损耗的计算公式如下： + 及=巧=馬 ' W + 心 W + (& + Kr). C + 吟.這 式中Pcon(i)为换流器通态损耗，E为换流器开关损耗，Iac为换流器交流侧电流，Idc 为换流器直流侧电流，Rt为联结变压器和等效换流器电抗器的总电阻，Ki-4均为常数。 (6)令k增加1，如果k含n，则返回步骤3，如果k〉n，则进入(7); (7)将得出的n个直流网络损耗值进行排序，采用直流网络损耗最小时对应的功率 值作为定直流功率端的功率值指令，此时对应的电压作为定直流电压端的电压指令值。上述技术方案中，所述的将定直流功率端功率划分为n个区段，其取值可W为:2< n< 1000。其中n可根据实际控制需要取值，取值范围如下:2 <n< 1000。 本技术的有益效果是:本系统针对一端工作于定直流电压方式，另一端工作 于定直流功率方式的两个电源端的柔性直流配电系统，通过负荷侧测控终端与换流器的站 控系统获取各节点电压和注入功率，通过通讯网络传给中央处理单元，中央处理单元据此 建立换流器及直流线路约束条件，并W整个配电网系统网络损耗最小为目标，计算当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种优化直流配电网潮流的控制系统，其特征在于，包括一个中央处理单元、若干负荷端及等量的测控终端、两个换流站站控系统、及所有测控终端之间、中央处理单元与各测控终端之间、以及中央处理单元与两个换流站站控系统之间的通信网；所述的测控终端与负荷端一一对应，用于采集相应负荷侧的功率，所述的两个换流站站控系统中一个为定直流电压控制换流站，另一个为定直流功率换流站。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐习东，董荣森，马骏超，赵宇明，刘国伟，
申请(专利权)人：浙江大学，深圳供电局有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33