一种储能接入的交直流配电系统电压协调控制方法，其包括：采用电压‑电流下垂控制模型，根据第一直流电压和第一直流电流生成针对换流器的当前参考电流信号，并根据当前参考电流信号生成第一控制信号，以控制换流器的输出状态；获取交直流配电系统中储能适配器的直流侧实际电压，得到第二直流电压，采用电压‑功率下垂控制模型，根据第二直流电压生成针对储能适配器的当前参考功率信号，基于当前参考功率信号生成第二控制信号，以控制储能适配器的输出状态。本方法能够根据电压‑电流下垂控制特性协调各柔性装置均衡出力，充分发挥其调压能力，增强直流电压可控性，同时本方法还能够减轻电池储能装置调压负担，抑制电池储能装置频繁充放电现象，延长电池储能装置使用寿命。
Voltage coordination control method and AC / DC distribution system of AC / DC distribution system
【技术实现步骤摘要】
交直流配电系统电压协调控制方法及交直流配电系统
本专利技术涉及交直流配电
，具体地说，涉及一种储能接入的交直流配电系统电压协调控制方法及交直流配电系统。
技术介绍
随着新能源、新材料、信息技术和电力电子技术的长足发展和广泛应用，用户对用电需求、电能质量及供电可靠性等要求不断提高，现有交流配电系统将面临分布式新能源(电源)接入、负荷和用电需求多样化、潮流均衡协调控制复杂化，以及电能供应稳定性、高效性、经济性等方面的巨大挑战。风电、光伏发电、燃料电池，以及电动汽车动力电池、超级电容器等各种储能装置基本上都是直流电(或采用直流电技术)，因此必须通过DC/AC换流器才能并入交流配电系统。同时，众多办公与家用电器设备采用直流供电实际上更为方便、节能。另外，由于城市规划与电力系统规划工作的相互分离，现阶段城市发展形成了与负荷发展要求不相适应的配电系统结构，这使得配电系统的规划、发展及供电质量越来越不适应城市发展的需求。总之，传统的配电系统结构与配(供)电方式已越来越不能满足快速发展的经济社会对其提出的更加环保、更加安全可靠、更加优质经济、支持分布式电源接入以及用户与电网双向互动等诸多要求。基于直流的配电系统在输送容量、可控性及提高供电质量等方面具有比交流更好的性能，可以有效提高电能质量、减少电力电子换流器的使用、降低电能损耗和运行成本、协调大电网与分布式电源之间的矛盾，进而充分发挥分布式能源的价值和效益。光伏发电和风力发电等分布式电源功率输出的随机频繁波动、电动汽车的随机充电需求以及电力负荷的频繁投切，都使得柔性直流配电系统功率不平衡现象频发，这样也就给柔性直流配电系统安全稳定性运行带来巨大挑战，同时也对交流配电系统造成较大影响。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种储能接入的交直流配电系统电压协调控制方法，所述方法包括：步骤一、获取交直流配电系统的换流器的直流侧实际电压和直流侧实际电流，得到第一直流电压和第一直流电流；步骤二、采用电压-电流下垂控制模型，根据所述第一直流电压和第一直流电流生成针对所述换流器的当前参考电流信号，并根据所述当前参考电流信号生成第一控制信号，以控制所述换流器的输出状态；步骤三、获取交直流配电系统中储能适配器的直流侧实际电压，得到第二直流电压，采用电压-功率下垂控制模型，根据所述第二直流电压生成针对所述储能适配器的当前参考功率信号，基于所述当前参考功率信号生成第二控制信号，以控制所述储能适配器的输出状态。根据本专利技术的一个实施例，采用电压-电流下垂控制模型生成参考电流信号的步骤包括：判断所述第一直流电流是否处于预设换流器输出电流允许区间内，如果处于，则根据所述第一直流电压和第一预设参考电压信号生成第一电压偏差信号；对所述第一电压偏差信号进行比例变换，得到第二电压偏差信号；根据所述第二偏差信号对针对所述换流器的预设参考流信号进行更新，得到所述当前参考电流信号。根据本专利技术的一个实施例，如果所述第一直流电流大于或等于所述预设换流器输出电流允许区间的最大值，则将所述预设换流器输出电流允许区间的最大值作为所述当前参考电流信号；如果所述第一直流电流小于或等于所述预设换流器输出电流区间的最小值，则将所述预设换流器输出电流允许区间的最小值作为所述当前参考电流信号。根据本专利技术的一个实施例，在所述电压-电流下垂控制模型中，存在：其中，I′dcref表示当前参考电流信号，Idcmax和Idcmin分别表示预设换流器输出电流允许区间的最大值和最小值，Idcref表示换流器的预设参考流信号，k表示比例控制器的比例系数，Udc表示第一直流电压，Idc表示第一直流电流，Udcref表示第一预设参考电压信号。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤三中，采用电压-功率下垂控制模型生成当前参考功率信号的步骤包括：判断所述第二直流电压是否处于所述储能适配器的预设直流电压允许区间内，如果处于，则将针对与所述储能适配器的预设参考输出功率信号作为所述当前参考功率信号。根据本专利技术的一个实施例，如果所述第二直流电压不处于所述储能适配器的预设直流电压允许区间内，则：根据所述第二直流电压和所述直流微电网适配器的预设参考直流电压信号生成第三电压偏差信号；利用PID控制器根据所述第三电压偏差信号生成输出功率偏差信号；根据所述输出功率偏差信号对所述储能适配器的预设参考输出功率信号进行更新，得到所述当前参考功率信号。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤电压-功率下垂控制模型中，存在：其中，P′ref表示当前参考功率信号，K、Ki和Kd分别表示PID控制器的比例系数、积分系数和微分系数，U′dc表示第二直流电压，U′dcref表示储能适配器的预设参考直流电压，Pref表示储能适配器的预设参考输出功率，U1和U2分别表示储能适配器的预设直流电压允许区间的最小值和最大值。根据本专利技术的一个实施例，所述第二控制信号包括针对所述储能适配器的占空比信号，在所述步骤三中，采用电压外环-电流内环的双闭环控制逻辑，根据所述当前参考功率信号生成针对所述储能适配器的占空比信号。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤三中，还采用电压外环-电流内环的双闭环控制逻辑，根据所述当前参考功率信号生成换流器的调制信号。本专利技术还提供了一种交直流配电系统，所述系统包括：若干换流器，其直流端用于与直流配电网母线连接，交流端用于与交流配电网母线连接；若干适配器，其一端与所述直流配电网母线连接，另一端用于与功率可调源连接；交直流配电控制装置，其与所述换流器和适配器连接，用于采用如上任一项所述方法控制所述换流器和适配器的运行状态。本专利技术提供的储能接入的交直流配电系统的交直流配电方法为基于分层控制策略的控制方法，其分为一次调压和二次调压。其中，一次调压由电压-电流下垂控制模式下柔性装置承担，以实现以下目的：1)根据电压-电流下垂控制特性协调各柔性装置均衡出力，充分发挥其调压能力，增强直流电压可控性；2)减轻电池储能装置调压负担，抑制电池储能装置频繁充放电现象，延长电池储能装置使用寿命。通过分析发现，一次调压虽然能够实时响应，但当直流配电系统功率不平衡现象比较严重时，各柔性装置出力不足以满足系统功率需求，且致使直流电压波动较大。此时，就需要利用电池储能装置对系统进行二次调压，以补偿柔性直流配电功率不平衡量，将直流电压调节至允许范围。具体地，本实施例中，二次调压由电压-功率下垂控制模式下电池储能装置完成。二次调压能够较好地满足柔性直流配电系统功率需求，使得二次调压后直流电压能够恢复至稳定工作区。同时，二次调压还能够增强系统阻尼，加快系统动态调节速度，提高系统稳定性。此外，二次调压还能够减小扰动前后交直流配电系统交换功率变化量，即减小柔性直流配电系统接入对交流配电系统的影响。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种储能接入的交直流配电系统电压协调控制方法，其特征在于，所述方法包括：/n步骤一、获取交直流配电系统的换流器的直流侧实际电压和直流侧实际电流，得到第一直流电压和第一直流电流；/n步骤二、采用电压-电流下垂控制模型，根据所述第一直流电压和第一直流电流生成针对所述换流器的当前参考电流信号，并根据所述当前参考电流信号生成第一控制信号，以控制所述换流器的输出状态；/n步骤三、获取交直流配电系统中储能适配器的直流侧实际电压，得到第二直流电压，采用电压-功率下垂控制模型，根据所述第二直流电压生成针对所述储能适配器的当前参考功率信号，基于所述当前参考功率信号生成第二控制信号，以控制所述储能适配器的输出状态。/n
【技术特征摘要】
20190929 CN 20191093119351.一种储能接入的交直流配电系统电压协调控制方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤一、获取交直流配电系统的换流器的直流侧实际电压和直流侧实际电流，得到第一直流电压和第一直流电流；
步骤二、采用电压-电流下垂控制模型，根据所述第一直流电压和第一直流电流生成针对所述换流器的当前参考电流信号，并根据所述当前参考电流信号生成第一控制信号，以控制所述换流器的输出状态；
步骤三、获取交直流配电系统中储能适配器的直流侧实际电压，得到第二直流电压，采用电压-功率下垂控制模型，根据所述第二直流电压生成针对所述储能适配器的当前参考功率信号，基于所述当前参考功率信号生成第二控制信号，以控制所述储能适配器的输出状态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用电压-电流下垂控制模型生成当前参考电流信号的步骤包括：
判断所述第一直流电流是否处于预设换流器输出电流允许区间内，如果处于，则根据所述第一直流电压和第一预设参考电压信号生成第一电压偏差信号；
对所述第一电压偏差信号进行比例变换，得到第二电压偏差信号；
根据所述第二偏差信号对针对所述换流器的预设参考流信号进行更新，得到所述当前参考电流信号。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，
如果所述第一直流电流大于或等于所述预设换流器输出电流允许区间的最大值，则将所述预设换流器输出电流允许区间的最大值作为所述当前参考电流信号；
如果所述第一直流电流小于或等于所述预设换流器输出电流区间的最小值，则将所述预设换流器输出电流允许区间的最小值作为所述当前参考电流信号。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述电压-电流下垂控制模型中，存在：
其中，I′dcref表示当前参考电流信号，Idcmax和Idcmin分别表示预设换流器输出电流允许区间的最大值和最小值，Idcref表示换流器的预设参考流信号，k表示比例控制器的比例系数，Udc表示第一直流电压，Idc表示第一直流电流，Udcref表示第一预设参考电压信号。
5.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭克，张新慧，赵学深，陈佳佳，徐丙垠，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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