一种用于柔性直流配电网的网络偏差响应指标的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于柔性直流配电网的网络偏差响应指标的控制方法，通过计算第一网络电压和第二网络电压的差值，描述实际源荷功率状态与理想源荷功率平衡状态的偏差，更加全面的描述实际配电网状态与理想配电网状态的偏差。本发明专利技术针对目前于直流配电网的调度控制策略尚未形成完善的标准体系的问题，提出柔性直流配电网的网络偏差响应指标，能给柔性直流配电网的正常稳定运行提供有效的量化依据。

【技术实现步骤摘要】
一种用于柔性直流配电网的网络偏差响应指标的控制方法
本专利技术涉及到直流配电网
，具体地，涉及到一种用于柔性直流配电网的网络偏差响应指标的控制方法。
技术介绍
在交流系统中，频率是反映系统内部发电和负荷之间能量是否达到平衡的指标。交流系统内，负荷的变化会造成一个频率偏差，这个偏差会被发电机组调速器的下降特性削弱一部分，即一次调频。交流系统为了恢复到正常状态，需要将已被一次调频削弱一部分的剩下的频率偏差完全消除，即二次调频。自动发电控制(AGC)是二次调频的主要手段，通过调整某些被选定的发电机的功率输出，使交流系统的频率恢复到额定值。在直流系统中，直流电压是反映直流系统功率是否平衡的指标。直流系统中各个节点的电压直接决定了系统内的潮流分布。因此，直流配电系统调度的基础是建立稳定的直流电压。但是，直流系统与交流系统不同的地方在于：直流系统的电压是各个节点的电压，是互不相同的多个电压值；交流系统的频率是整个系统共有的特征，是一个确定的频率值。交流系统的调度控制方法已有很多研究基础，相关的技术也已经十分成熟。但是目前国内外对直流配电网的研究还处于起步阶段，对于直流配电网的调度控制策略尚未形成完善的标准体系。随着柔性直流配电系统的不断发展，对于柔直配电系统的调度控制技术也是亟需解决的问题。
技术实现思路
针对前面所述的现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种用于柔性直流配电网的网络偏差响应指标(GridVoltageError,GVE)的控制方法。本专利技术既可以体现源荷功率状态偏差，又部分体现了节点电压偏差，可以全面的描述实际配电网状态与理想配电网状态的偏差。为实现上述目的，本专利技术是根据以下技术方案实现的：一种用于柔性直流配电网的网络偏差响应指标的控制方法，包括以下步骤：S1：将直流配电网等效成一个直流功率源，上级系统经AC-DC变流器作为另一个直流功率源，将直流配电网所有的拓扑线路等效成两个直流功率源之间的传输线，由上级系统等效直流源电压、传输线电阻和上级直流源向直流配电网等效直流源传输的理想功率，得到第一网络电压GV1；S2：将直流配电网内部所有节点的控制特性根据功率加权进行叠加，得到整个配电网等效直流源的综合控制特性，利用上级系统向直流配电网传输的实际功率即可在综合控制特性曲线上找出配电网等效直流源的实际电压，得到第二网络电压GV2；S3：结合第一网络电压GV1和第二网络电压GV2，得到网络电压偏差响应GVE，其中，GVE＝GV1-GV2，GVE为实际源荷功率状态和理想源荷功率平衡状态之间的偏差。上述技术方案中，步骤S1中的第一网络电压GV1通过下式得到：其中，Vgrid表示上级系统经变流器的母线电压，Pin_expect表示上级系统向直流配电网传输的理想功率，Rin表示直流配电网的等效传输线电阻。上述技术方案中，步骤S2中的第二网络电压GV2通过下式得到：GV2＝fintegrated_control(Pin_fact)其中，fintegrated_control表示整个配电网等效直流源的综合控制特性函数，Pin_fact表示上级系统向直流配电网传输的实际功率。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1)本专利技术既可以体现源荷功率状态偏差，又部分体现了节点电压偏差，可以全面的描述实际配电网状态与理想配电网状态的偏差，便于后续制定相关的调度控制策略，实现直流配网的实时稳定安全运行。2)考虑直流系统的特点，本专利技术参考了传统交流电力系统的频率、有功功率和调频的概念，首次提出了针对柔性直流配电系统的综合调度指标。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1为柔性直流配电网调度控制等效电路；图2为柔性直流配电网网络综合控制特性曲线；图3(a)为八端柔性直流配电网GV1的全天电压偏差响应曲线；图3(b)为八端柔性直流配电网GV2的全天电压偏差响应曲线；图3(c)为八端柔性直流配电网GVE的全天电压偏差响应曲线。图4(a)～4(h)为八端柔性直流配电网全天的节点1到节点8的理想发电和负荷曲线；图5(a)～5(h)为八端柔性直流配电网全天的节点1到节点8的实际发电和负荷曲线。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。图1为柔性直流配电网调度控制等效电路；其中，Vgrid表示上级系统经变流器的母线电压，Pin_expect表示上级系统向直流配电网传输的理想功率，Rin表示直流配电网的等效传输线电阻。本专利技术的一种用于柔性直流配电网的网络偏差响应指标的控制方法，包括以下步骤：S1：将直流配电网等效成一个直流功率源，上级系统经AC-DC变流器作为另一个直流功率源，将直流配电网所有的拓扑线路等效成两个直流功率源之间的传输线，由上级系统等效直流源电压、传输线电阻和上级直流源向直流配电网等效直流源传输的理想功率，得到第一网络电压GV1；S2：将直流配电网内部所有节点的控制特性根据功率加权进行叠加，得到整个配电网等效直流源的综合控制特性，利用上级系统向直流配电网传输的实际功率即可在综合控制特性曲线上找出配电网等效直流源的实际电压，得到第二网络电压GV2；S3：结合第一网络电压GV1和第二网络电压GV2，得到网络电压偏差响应GVE，其中，GVE＝GV1-GV2，GVE为实际源荷功率状态和理想源荷功率平衡状态之间的偏差。步骤S1中的第一网络电压GV1，由网络拓扑结构和网络理想源荷功率状态共同决定，GV1是一个包含网络拓扑和理想源荷功率状态的计算公式，通过下式得到：其中，Vgrid表示上级系统经变流器的母线电压，Pin_expect表示上级系统向直流配电网传输的理想功率，Rin表示直流配电网的等效传输线电阻。第一网络电压GV1代表某个特定网络结构的直流配电网在某个调度指令下的最终实际状态。步骤S2中的第二网络电压GV2，由各个节点控制特性和网络实际源荷功率状态共同决定，是一个包含各个节点控制特性和实际源荷功率状态的计算公式通过下式得到：GV2＝fintegrated_control(Pin_fact)其中，fintegrated_control表示整个配电网等效直流源的综合控制特性函数，Pin_fact表示上级系统向直流配电网传输的实际功率。第二网络电压GV2代表同一个直流配网在同一个调度指令下希望得到的的理想稳定状态。各参数及综合控制特性曲线如图2所示，在该综合控制特性曲线上，由上级向直流配电网传输的实际功率Pin_fact可确定该功率值对应的配电网等效直流源的实际电压值GV2。当Pin_fact＝Pin_expect时，有GV2＝10.000kV。本专利技术的控制方法既可以体现源荷功率状态偏差，又部分体现了节点电压偏差，可以更加全面的描述实际配电网状态与理想配电网状态的偏差。本专利技术为了使直流系统的状态可以被GV1一个电压值描述，可将整个直流配电网等效看作一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于柔性直流配电网的网络偏差响应指标的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将直流配电网等效成一个直流功率源，上级系统经AC‑DC变流器作为另一个直流功率源，将直流配电网所有的拓扑线路等效成两个直流功率源之间的传输线，由上级系统等效直流源电压、传输线电阻和上级直流源向直流配电网等效直流源传输的理想功率，得到第一网络电压GV1；S2：将直流配电网内部所有节点的控制特性根据功率加权进行叠加，得到整个配电网等效直流源的综合控制特性，利用上级系统向直流配电网传输的实际功率即可在综合控制特性曲线上找出配电网等效直流源的实际电压，得到第二网络电压GV2；S3：结合第一网络电压GV1和第二网络电压GV2，得到网络电压偏差响应GVE，其中，GVE＝GV1‑GV2，GVE为实际源荷功率状态和理想源荷功率平衡状态之间的偏差。

【技术特征摘要】
1.一种用于柔性直流配电网的网络偏差响应指标的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将直流配电网等效成一个直流功率源，上级系统经AC-DC变流器作为另一个直流功率源，将直流配电网所有的拓扑线路等效成两个直流功率源之间的传输线，由上级系统等效直流源电压、传输线电阻和上级直流源向直流配电网等效直流源传输的理想功率，得到第一网络电压GV1；S2：将直流配电网内部所有节点的控制特性根据功率加权进行叠加，得到整个配电网等效直流源的综合控制特性，利用上级系统向直流配电网传输的实际功率即可在综合控制特性曲线上找出配电网等效直流源的实际电压，得到第二网络电压GV2；S3：结合第一网络电压GV1和第二网络电压GV2，得到网络电压偏差响应GVE，其中，GVE＝GV1-GV2，GVE为实际源荷功率状态和理想源荷功率平衡状...

【专利技术属性】
技术研发人员：解大，喻松涛，赵祖熠，李岩，李巍巍，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31