一种基于DDC的负载均衡控制的直流功率实时调制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于DDC的负载均衡控制的直流功率实时调制方法，其特征在于：通过动态调整接入多回10kV交流馈线的直流配电中心VSC换流器的有功功率给定命令，以实现跟随负荷的波动实时调节DDC的各端有功功率给定命令，实现各回馈线之间的负载动态均衡；解决了现有技术基于直流配电中心的多回交流馈线的经济运行；由于各个配电变压器的负载是动态变化的，且TTU数据的在线率不高，难以实现多回馈线间有功功率的准确调控。同时，由于TTU数据的传输延迟或中断，难以实现多回10kV交流馈线之间的实时经济运行等技术问题。

A Real-time DC Power Modulation Method Based on DDC Load Equalization Control

The invention discloses a real-time DC power modulation method based on DDC load balancing control, which is characterized in that: by dynamically adjusting the active power given command of VSC converter in DC distribution center connected with multiple 10 kV AC feeders, the active power given command at each end of DDC can be adjusted in real time to follow the fluctuation of load, and the dynamic load balancing among feeders can be realized; The existing technology is based on the economic operation of multi-feedback AC feeder in DC distribution center. Because the load of each distribution transformer is dynamic and the online rate of TTU data is not high, it is difficult to achieve accurate regulation of active power among multi-feedback lines. At the same time, due to the delay or interruption of TTU data transmission, it is difficult to achieve real-time economic operation between multiple 10 kV AC feeders.

【技术实现步骤摘要】
一种基于DDC的负载均衡控制的直流功率实时调制方法
本专利技术涉及属于电力电子
尤其涉及一种基于DDC的负载均衡控制的直流功率实时调制方法。
技术介绍
随着分布式发电(distributedgeneration，DG)接入量的不断增加，电动汽车的快速普及，可控负荷的持续增多，现有的配电网架构已经很难满足用户对环境保护、供电可靠性、电能质量和优质服务的要求，这将促使多层次环网状、交直流混合、可观可控的新型智能配电系统的发展，实现分布式可再生能源和微电网为重点的多元电力供应。“智能直流配电中心(SmartDCDistributionCentre,SmartDDC)”形成柔性互联的城市配电网闭环运行模式，实现多回10kV线路的柔性互联，保证多回10kV线路之间功率互济，提高10kV交流线路的供电电压质量。然而，在实际运行情况下，多条线路的负荷通常处于一种动态不平衡的状态，这必然导致各回线路的负载不均衡。对于含DDC的多回交流馈线，DDC的换流器有功功率给定命令的获取方法通常为：采集10kV出线的电压、电流、有功功率、无功功率，并利用馈线中配电变压器的TTU数据及历史日负荷曲线，计算含直流配电中心及多回互联交流馈线的交直流混合配电网的最优潮流，进而通过直流配电中心的上级控制主站下发各个换流站，从而实现基于直流配电中心的多回交流馈线的经济运行。但由于各个配电变压器的负载是动态变化的，且TTU数据的在线率不高，难以实现多回馈线间有功功率的准确调控。同时，由于TTU数据的传输延迟或中断，难以实现多回10kV交流馈线之间的实时经济运行。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种基于DDC的负载均衡控制的直流功率实时调制方法，以解决现有技术基于直流配电中心的多回交流馈线的经济运行；由于各个配电变压器的负载是动态变化的，且TTU数据的在线率不高，难以实现多回馈线间有功功率的准确调控。同时，由于TTU数据的传输延迟或中断，难以实现多回10kV交流馈线之间的实时经济运行等技术问题。本专利技术具体采用以下技术方案：一种基于DDC的负载均衡控制的直流功率实时调制方法，其特征在于：通过动态调整接入多回10kV交流馈线的直流配电中心VSC换流器的有功功率给定命令，以实现跟随负荷的波动实时调节DDC的各端有功功率给定命令，实现各回馈线之间的负载动态均衡。所述动态调整接入多回10kV交流馈线的直流配电中心VSC换流器的有功功率给定命令时第1到第n回10kV连接VSC使用定有功功率控制，第(n+1)回10kV连接VSC采用定直流电压控制；控制步骤包括：1)在每个采样周期的起始点,分别采样(n+1)台VSC的三相输出电压ua(n+1)、ub(n+1)、uc(n+1)；采样(n+1)台VSC的三相输出电流ia(n+1)、ib(n+1)、ic(n+1)；(n+1)台VSC的电压有效值Urms(n+1)；DCC直流母线电压Udc；2)将所述的三相输出电压ua(n+1)、ub(n+1)、uc(n+1)和三相输出电流ia(n+1)、ib(n+1)、ic(n+1)转换到αβ坐标系下，得到αβ坐标系下的电压和电流uα(n+1)，uβ(n+1)，iα(n+1)，iβ(n+1)；3)根据步骤2)所得到的αβ坐标系下的电压和电流uα(n+1)，uβ(n+1)，iα(n+1)，iβ(n+1)计算n+1台VSC的瞬时有功功率Pn+1和无功功率Qn+1；4)将第(n+1)回定直流电压控制的10kV馈线传送有功功率P(n+1)定义为Pslack；5)定义第1到第n回线路能传送的最大有功功率为Pmaxi，i等于1到n；6)定义Ki为第1到n回的定有功功率控制10kV馈线的有功功率分配系数；7)根据步骤3)所得的有功功率P1到Pn和步骤4)所得的Pslack，将P1到Pn和Pslack相加得到总有功功率Ptotal；8)根据步骤7)所得的Ptotal和步骤6)所得的Ki，将Ptotal分别乘以K1到Ki，再将乘得后的值分别减去P1到Pn，得到功率差值Pp1到Ppn；9)定义Km为第n+1回定直流电压控制的10kV馈线的有功功率分配系数；10)根据根据步骤4)所得的Pslack、步骤7)所得的Ptotal、步骤9)所得的Km，将Ptotal乘以Km再减去Pslack，将所得的值输入到PI控制器，再通过一个限幅环节，得到有功功率修正值Pcor；11)定义K1i为定直流电压控制端换流器功率在定有功功率控制回路中的分配比例系数；12)根据步骤8)所得的Pp1到Ppn、步骤10)所得的Pcor和步骤11)所得的K1i，将Pp1到Ppn分别输入到对应的PI控制器，再将Pcor分别乘以K1i，用Pcor分别乘以K1i得到的值分别加上Pp1到Ppn输入到PI控制器后分别经过限幅环节输出的值，得到第1到第n回10kV连接VSC外环功率控制器的功率参考值Pref1到Prefn。为防止线路有功功率超出允许最大限值，步骤10)所述限幅环节的限幅值为±0.2×Pslack，步骤12)所述限幅环节的限幅值为±Pmaxi。步骤6)中的Ki计算公式为：步骤9)中的Km计算公式为：步骤6)中的Ki和步骤9)中的Km关系为：步骤12)中的K1i计算公式为：K1i＝K1/Ki。本专利技术有益效果：本专利技术可以实现交直流混合配电网中多回交流馈线之间的动态功率调制，确保多端MMC换流器能实现多回交流馈线的功率支持，提高交流配电网的设备利用率及运行可靠性；解决了现有技术基于直流配电中心的多回交流馈线的经济运行；由于各个配电变压器的负载是动态变化的，且TTU数据的在线率不高，难以实现多回馈线间有功功率的准确调控。同时，由于TTU数据的传输延迟或中断，难以实现多回10kV交流馈线之间的实时经济运行等技术问题。附图说明：图1为本专利技术的结构原理框图；图2为本专利技术实施例基于4端直流配电中心的交直流混合配电网示意图；图3为本专利技术实施例基于4端直流配电中心的负载均衡策略的直流功率实时调制方法；图4为未考虑负载均衡策略时隔离变压器侧输入有功功率波形图；图5为未考虑负载均衡时策略变电站出线有功功率波形图图6为未考虑负载均衡策略时隔离变压器侧输入无功功率波形图图7为未考虑负载均衡策略时馈线II隔离变压器侧电流波形图图8为采用负载均衡策略时隔离变压器侧输入有功功率波形图图9为采用负载均衡策略时变电站出线有功功率波形图图10为采用负载均衡策略时隔离变压器侧输入无功功率波形图图11为采用负载均衡策略时馈线II隔离变压器侧电流波形图具体实施方式一种基于DDC的负载均衡控制的直流功率实时调制方法，通过动态调整接入多回10kV交流馈线的直流配电中心VSC换流器的有功功率给定命令，以实现跟随负荷的波动实时调节DDC的各端有功功率给定命令，实现各回馈线之间的负载动态均衡。所述动态调整接入多回10kV交流馈线的直流配电中心VSC换流器的有功功率给定命令时第1到第n回10kV连接VSC使用定有功功率控制，第(n+1)回10kV连接VSC采用定直流电压控制；控制步骤包括：1)在每个采样周期的起始点,分别采样(n+1)台VSC的三相输出电压ua(n+1)、ub(n+1)、uc(n+1)；采样(n+1)台VSC的三相输出电流ia(n+1)、ib(n本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于DDC的负载均衡控制的直流功率实时调制方法，其特征在于：通过动态调整接入多回10kV交流馈线的直流配电中心VSC换流器的有功功率给定命令，以实现跟随负荷的波动实时调节DDC的各端有功功率给定命令，实现各回馈线之间的负载动态均衡。

【技术特征摘要】
1.一种基于DDC的负载均衡控制的直流功率实时调制方法，其特征在于：通过动态调整接入多回10kV交流馈线的直流配电中心VSC换流器的有功功率给定命令，以实现跟随负荷的波动实时调节DDC的各端有功功率给定命令，实现各回馈线之间的负载动态均衡。2.根据权利要求1所述的一种基于DDC的负载均衡控制的直流功率实时调制方法，其特征在于：所述动态调整接入多回10kV交流馈线的直流配电中心VSC换流器的有功功率给定命令时第1到第n回10kV连接VSC使用定有功功率控制，第(n+1)回10kV连接VSC采用定直流电压控制；控制步骤包括：1)在每个采样周期的起始点,分别采样(n+1)台VSC的三相输出电压ua(n+1)、ub(n+1)、uc(n+1)；采样(n+1)台VSC的三相输出电流ia(n+1)、ib(n+1)、ic(n+1)；(n+1)台VSC的电压有效值Urms(n+1)；DCC直流母线电压Udc；2)将所述的三相输出电压ua(n+1)、ub(n+1)、uc(n+1)和三相输出电流ia(n+1)、ib(n+1)、ic(n+1)转换到αβ坐标系下，得到αβ坐标系下的电压和电流uα(n+1)，uβ(n+1)，iα(n+1)，iβ(n+1)；3)根据步骤2)所得到的αβ坐标系下的电压和电流uα(n+1)，uβ(n+1)，iα(n+1)，iβ(n+1)计算n+1台VSC的瞬时有功功率Pn+1和无功功率Qn+1；4)将第(n+1)回定直流电压控制的10kV馈线传送有功功率P(n+1)定义为Pslack；5)定义第1到第n回线路能传送的最大有功功率为Pmaxi，i等于1到n；6)定义Ki为第1到n回的定有功功率控制10kV馈线的有功功率分配系数；7)根据步骤3)所得的有功功率P1到Pn和步骤4)所得的Pslack，将P1到Pn和Pslack相加得到总有功功率Ptotal；8...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐玉韬，谈竹奎，班国邦，谢百明，徐长宝，肖永，毛时杰，齐雪雯，袁旭峰，陈明洋，吕黔苏，高吉普，马春雷，丁健，黄伟煌，刘斌，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52