一种交直流微电网及其功率分散控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种交直流微电网，直流线路两端分别通过换流器直接连接每个交流线路，每个交流线路通过对应并网点连接配电网；微电网有孤网运行模式和并网运行模式。还公开了此微电网的功率分散控制方法，孤网运行模式和并网运行模式下，各换流器就地进行功率分散控制，此种控制方法对通讯要求低，鲁棒性高。鲁棒性高。鲁棒性高。

【技术实现步骤摘要】
一种交直流微电网及其功率分散控制方法和装置


[0001]本专利技术属于电力系统自动化控制
，尤其涉及一种交直流微电网，还涉及一种适用于交直流微电网的功率分散控制方法，还涉及一种适用于交直流微电网的功率分散控制装置。

技术介绍

[0002]新世纪以来，交直流混合微电网得到了广泛关注，它结合了交流微电网和直流微电网的诸多优点。但它的能量管理和运行控制相比单一的交、直流微电网要复杂的多，技术要求相应较高。同时，目前的交直流混合微电网通过一个或多个双向AC/DC变换器连接交流子网和直流子网，拓扑结构较为单一，孤岛运行状态下可靠性不高，同时难以适应未来的市场化非集中式配电网。
[0003]在交直流混合微电网的并网运行模式中，交流子网直接由大电网控制，在该运行状态下，直流电源可以产生恒定功率，或者可以在分布式电源的最大功率点运行；在孤岛模式中，混合微电网根据下垂特性在微电源间及子网之间分配所需的负载功率，尽可能提高可再生能源的利用率。当闭合微电网并网开关(Connect through micro grid connected switch，PCC)使交流子网连接到大电网时，大电网可以作为无穷大电源及储能单元运行，可以吸收混合微电网的剩余功率或向混合微电网提供功率缺额，以保持交流子网中有功及无功功率的平衡并维持微电网的频率和电压。同样，大电网可以经交流子网对直流子网提供功率支撑。
[0004]但在大部分情况下，由于微电网与大电网的潮流模式有差别，两者如果直接连接的话，很有可能产生一些不合理的潮流破坏系统的平衡性。能量平衡是运行稳定和供电可靠的核心，在并网模式下，大电网可以保证微电网的运行稳定，但条件是微电网应被控制成一个友好负荷，以使联络线间的功率维持在一定范围内。微电源的出力波动以及单一负荷的变化，都会使功率平衡变得复杂，因此需要制定灵活的控制策略下，使微电网同时保证稳定性和可靠性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种交直流微电网，解决了现有技术中微电网拓扑结构复杂、难以适应非集中式配电网的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案。
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种交直流微电网，包括：直流线路和多个交流线路；所述多个交流线路围绕直流线路分布呈环网结构；
[0008]所述直流线路两端分别通过换流器直接连接每个所述交流线路，每个所述交流线路通过对应并网点连接配电网；
[0009]若并网点均断开，则交直流微电网孤网运行；
[0010]若有并网点接通，则交直流微电网并网运行。
[0011]可选地，所述交流线路为2个，2个交流线路分布在直流线路两端。
[0012]可选地，所述交流线路为3个，3个交流线路围绕直流线路圆周分布。
[0013]本专利技术的目的还在于提供了一种适用于交直流微电网的功率分散控制方法，解决了现有技术中微电网与配电网控制方式不一致问题。
[0014]第二方面，本专利技术还提供了一种基于上述的交直流微电网的功率分散控制方法，包括以下过程：
[0015]响应于没有接收到并网点控制信号，依据设定的各换流器的有功功率和无功功率参考值对各换流器进行功率分散控制；
[0016]响应于接收到并网点控制信号，依据换流器各自负荷占比相应分配的有功功率和无功功率参考值对各换流器进行功率分散控制。
[0017]可选地，若所述接收到并网点控制信号数量为1，则将此并网点控制信号对应的并网点接通，交直流微电网并网运行；
[0018]若所述接收到并网点控制信号数量为多个，则选择出响应正确率最高的并网点控制信号获得优先控制权，将有优先控制权的并网点控制信号对应的并网点接通，交直流微电网并网运行。
[0019]可选地，所述有功功率和无功功率参考值计算过程为：
[0020]第i个换流器的有功功率参考值为无功功率参考值为
[0021]其中，P
∑
是微电网所有有功功率的总和，Q
∑
是微电网所有无功功率的总和，均可由潮流计算得到；Load
∑
为n个换流器总负荷，Load
i
为第i个换流器的负荷。
[0022]可选地，在所述有功功率和无功功率参考值计算之前，还包括：
[0023]并网点采样并计算微电网的全部直流线路潮流；
[0024]并网点就地采样并计算交流线路潮流；
[0025]基于直流潮流和交流潮流，判断系统潮流是否收敛，若收敛，则执行有功功率和无功功率参考值计算。
[0026]可选的，所述对各换流器进行功率分散控制的过程为：
[0027]采集直流线路电压U
dc
和直流电压I
dc
，计算得到有功功率P；
[0028]采集交流线路电压u
abc
和交流线路电流i
abc
，计算得到视在功率S和无功功率Q；
[0029]根据视在功率S和有功功率P，计算得到视在功率偏差ΔS；根据参考有功功率参考值P
ref
和有功功率P，计算得到电压偏差ΔU
dc
；
[0030]根据电压偏差ΔU
dc
、采集到的直流电压U
dc
和直流电压参考值U
dcref
，计算得到d轴电流参考值i
dref
；根据视在功率偏差ΔS、无功功率Q和无功功率参考值Q
ref
，计算得到q轴电流参考值i
qref
；
[0031]根据d轴参考电流i
dref
、q轴电流参考值i
qref
和交流线路电流信号i
abc
，计算得到电压控制信号d轴分量u
od
和q轴分量u
oq
；
[0032]依据电压控制信号d轴分量u
od
和q轴分量u
oq
，经PWM后对各个换流器就地控制。
[0033]可选地，所述根据电压偏差ΔU
dc
、采集到的直流电压U
dc
和直流电压参考值U
dcref
，计算得到d轴电流参考值i
dref
；根据视在功率偏差ΔS、无功功率Q和无功功率参考值Q
ref
，计算得到q轴电流参考值i
qref
；包括：
[0034]将电压偏差ΔU
dc
、采集到的直流电压U
dc
和直流电压参考值U
dcref
进行作差得到ΔU＝U
dcref
‑
ΔU
dc
‑
U
dc
，将作差结果ΔU经PI控制器后得到d轴电流参考值i
dref
；
[0035]将视在功率偏差ΔS、无功功率Q和无功功率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交直流微电网，其特征在于，包括：直流线路和多个交流线路；所述多个交流线路围绕直流线路分布呈环网结构；所述直流线路两端分别通过换流器直接连接每个所述交流线路，每个所述交流线路通过对应并网点连接配电网；若并网点均断开，则交直流微电网孤网运行；若有并网点接通，则交直流微电网并网运行。2.根据权利要求1所述的一种交直流微电网，其特征在于，所述交流线路为2个，2个交流线路分布在直流线路两端；或者，所述交流线路为3个，3个交流线路围绕直流线路圆周分布。3.基于权利要求1
‑
2任一项所述的一种交直流微电网的功率分散控制方法，其特征在于，包括以下过程：响应于没有接收到并网点控制信号，依据设定的各换流器的有功功率和无功功率参考值对各换流器进行功率分散控制；响应于接收到并网点控制信号，依据换流器各自负荷占比相应分配的有功功率和无功功率参考值对各换流器进行功率分散控制。4.根据权利要求3所述的一种适用于上述的交直流微电网的功率分散控制方法，其特征在于，若所述接收到并网点控制信号数量为1，则将此并网点控制信号对应的并网点接通，交直流微电网并网运行；若所述接收到并网点控制信号数量为多个，则选择出响应正确率最高的并网点控制信号获得优先控制权，将有优先控制权的并网点控制信号对应的并网点接通，交直流微电网并网运行。5.根据权利要求3所述的一种适用于上述的交直流微电网的功率分散控制方法，其特征在于，所述有功功率和无功功率参考值计算过程为：第i个换流器的有功功率参考值为无功功率参考值为其中，P
∑
是微电网所有有功功率的总和，Q
∑
是微电网所有无功功率的总和，均可由潮流计算得到；Load
∑
为n个换流器总负荷，Load
i
为第i个换流器的负荷。6.根据权利要求3所述的一种适用于上述的交直流微电网的功率分散控制方法，其特征在于，所述对各换流器进行功率分散控制的过程为：采集直流线路电压U
dc
和直流电压I
dc
，计算得到有功功率P；采集交流线路电压u
abc
和交流线路电流i
abc
，计算得到视在功率S和无功功率Q；根据视在功率S和有功功率P，计算得到视在功率偏差ΔS；根据参考有功功率参考值P
ref
和有功功率P，计算得到电压偏差ΔU
dc
；根据电压偏差ΔU
dc
、采集到的直流电压U
dc
和直流电压参考值U
dcref
，计算得到d轴电流参考值i
dref
；根据视在功率偏差ΔS、无功功率Q和无功功率参考值Q
ref
，计算得到q轴电流参
考值i
qref
；根据d轴参考电流i
dref
、q轴电流参考值i
qref
和交流线路电流信号i
abc
，计算得到电压控制信号d轴分量u
od
和q轴分量u
oq
；依据电压控制信号d轴分量u
od
和q轴分量u
oq
，经PWM后对各个换流器就地控制。7.根据权利要求6所述的一种适用于上述的交直流微电网的功率分散控制方法，其特征在于，所述根据电压偏差ΔU
dc
、采集到的直流电压U
dc
和直流电压参考值U
dcref
，计算得到d轴电流参考值i
dref
；根据视在功率偏差ΔS、无功功率Q和无功功率参考值Q
ref
，计算得到q轴电流参考值i
qref
；包括：将电压偏差ΔU
dc
、采集到的直流电压U
dc
和直流电压参考值U
dcref
进行作差得到ΔU＝U
dcref
‑
ΔU
dc
‑
U
dc
，将作差结果ΔU经PI控制器后得到d轴电流参考值i
dref
；将视在功率偏差ΔS、无功功率Q和无功功率参考值Q
ref
进行作差得到ΔS...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨晟，陈谦，何承树，陈嘉雯，史锐，周路遥，姚文猗，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：