一种适用于直流式互联微网系统的功率协调控制方法技术方案

本发明专利技术属于电力领域，公开了一种适用于直流式互联微网系统的功率协调控制方法，包括有功功率协调控制方法和无功功率协调控制方法，所述有功功率协调控制方法是通过交流子网内电源的有功功率与互联换流器的有功功率协调控制进行交流子网的频率调节，所述无功功率协调控制方法是通过交流子网内电源的无功功率与互联换流器的无功功率协调控制进行交流子网的电压调节，直流联络线中输送指定有功功率，无功功率在交流子网内部平衡。本发明专利技术的方法能够保证交流子网内部频率稳定、维持联络线输送的有功功率为指定值；充分利用互联换流器的无功调节容量，实现交流子网内部无功率的就地平衡及公共交流母线电压的有效控制。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于直流式互联微网系统的功率协调控制方法
本专利技术涉及电力领域，尤其涉及一种适用于直流式互联微网系统的功率协调控制方法。
技术介绍
随着常规能源的急剧减少及环境污染的日益严峻，各国专家学者不断加强微电网发展的重视程度。近年来微网控制技术发展迅速，尤以单微网发展为主。但单微网在孤岛模式下，调节能力相对薄弱、冗余度低。互联微网系统将邻近区域或有相应功能的微网通过联络线连接，联络线功率流动使得互联微网系统协调工作成为可能。互联微网系统有望成为未来运行模式之一。依据联络方式，互联微网系统可分为交流式互联和直流式互联。交流式互联微网系统研究成果丰硕，系统运行的经济性及灵活性均得到有效保障。但也存在一些问题尚未克服：当负荷波动较大时电源输出功率变化显著，联络线功率及微网系统频率在暂态过程中产生较大冲击，减少暂态冲击的方法会引起母线电压偏离参考值；当天气条件变化造成某个子网内电源输出功率扰动时，各子网内部功率均波动较大；网间存在无功功率流动，电能损耗高、电压偏差大。与交流式互联微网系统比较，直流式互联微网系统具显著的优势。特别是对网内不平衡功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流式互联微网系统的功率协调控制方法，所述直流式互联微网系统，包括多个交流子网、直流联络线和多个互联换流器，每个交流子网由DG单元、DC/AC逆变器、交流母线和交流负荷Z组成；DG单元连接DC/AC逆变器，DC/AC逆变器连接交流母线；交流子网的公共交流母线与互联换流器连接；直流联络线连接各互联换流器的直流端口；交流子网间通过直流联络线进行能量交换；所述控制方法包括有功功率协调控制方法和无功功率协调控制方法，其特征在于,所述有功功率协调控制方法是通过交流子网内电源的有功功率与互联换流器的有功功率协调控制进行交流子网的频率调节，所述无功功率协调控制方法是通过交流子网内电源的无功功率与互联...

【技术特征摘要】
1.一种直流式互联微网系统的功率协调控制方法，所述直流式互联微网系统，包括多个交流子网、直流联络线和多个互联换流器，每个交流子网由DG单元、DC/AC逆变器、交流母线和交流负荷Z组成；DG单元连接DC/AC逆变器，DC/AC逆变器连接交流母线；交流子网的公共交流母线与互联换流器连接；直流联络线连接各互联换流器的直流端口；交流子网间通过直流联络线进行能量交换；所述控制方法包括有功功率协调控制方法和无功功率协调控制方法，其特征在于,所述有功功率协调控制方法是通过交流子网内电源的有功功率与互联换流器的有功功率协调控制进行交流子网的频率调节，所述无功功率协调控制方法是通过交流子网内电源的无功功率与互联换流器的无功功率协调控制进行交流子网的电压调节，直流联络线中输送指定有功功率，无功功率在交流子网内部平衡。


2.根据权利要求1所述的直流式互联微网系统的功率协调控制方法，其特征在于，所述有功功率协调控制方法包括如下具体步骤：
步骤1：根据直流联络线中有功功率输送方向，确定送/受端互联换流器及送/受端交流子网；输出有功功率的互联换流器为送端互联换流器，相连交流子网为送端交流子网，记为m网；接收有功功率的互联换流器为受端互联换流器，相连交流子网为受端交流子网，记为n网；
步骤2：根据互联换流器有功功率、交流子网电源有功容量及有功负荷确定交流子网的有功运行状态；
步骤3：计算交流子网电源及互联换流器有功功率参考值；
步骤4：将各交流子网电源及互联换流器有功功率参考值发送至各交流子网的中央控制器，更新各交流子网电源有功功率参考值及互联换流器有功功率参考值，交流子网电源及互联换流器调节有功功率输出，实现交流子网内部频率稳定控制。


3.根据权利要求2所述的直流式互联微网系统的功率协调控制方法，其特征在于，步骤2中交流子网的有功运行状态有：轻载状态、中载状态和重载状态；
当交流子网电源有功容量能满足本网有功负荷及联络线输送功率需求时，交流子网处于轻载状态，即
ΔPL+PL+PC≤PG,max；
式中：PL为交流子网有功负荷；ΔPL为交流子网有功负荷增量；PG,max为交流子网电源有功容量；PC为直流联络线有功功率，送端交流子网PC>0，受端交流子网PC<0；
当交流子网电源有功容量能满足本网有功负荷但不能满足直流联络线输送功率需求时，交流子网处于中载状态，即
ΔPL+PL<PG,max，且ΔPL+PL+PC>PG,max；
当交流子网电源有功容量不能满足本网有功负荷时，交流子网处于重载状态，即：
ΔPL+PL>PG,max。


4.根据权利要求3所述的直流式互联微网系统的功率协调控制方法，其特征在于，步骤3具体包括如下步骤：
①根据交流子网运行状态及直流式互联微网系统的连接方式，确定有功状态矩阵A，对于所述直流式互联微网系统，共存在5种有功运行状态：m网轻载-n网轻载，m网中载-n网轻载，m网重载-n网轻载，m网重载-n网中载，m网重载-n网重载，分别记录为SP1～SP5，各运行状态下的有功状态矩阵为Ai(i＝1,2,3,4,5)，
当直流式互联微网系统处于SP1状态时，m、n网各自承担网内有功负荷增量，联络线功率保持不变，有功状态矩阵A1的表达式为：



当直流式互联微网系统处于SP2状态时，m网需削减联络线外送有功功率，优先满足本地有功负荷，削减量为m网内的有功功率缺额，n网因直流联络线功率的削减出现有功功率缺额，网内DG有功功率输出增加相应值，以保持网内有功功率平衡，有功状态矩阵A2的表达式为：



当直流式互联微网系统处于SP3状态时，m网的有功功率容量小于有功负荷总量，需将直流连联络功率削减为零，同时需n网的有功功率支撑，由此达到有功功率平衡，有功状态矩阵A3的表达式为：



当直流式互联微网系统处于SP4状态时，m网为保持有功功率平衡需将直流联络线功率削减为零，并且需n网的有功功率支撑，有功功率支撑视处于中负载状态的n网的有功备用容量而定，有功状态矩阵A4的表达式为：



当直流式互联微网系统处于SP5状态时，两网输出达到上限，均无有功备用容量，直...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊磊，林艳艳，肖宏飞，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33