交直流混合配电网灵活配电单元的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种交直流混合配电网灵活配电单元的控制装置，所述灵活配电单元包括AC/DC模块、DC/DC模块和DC/AC模块，所述控制装置包括：第一控制模块，所述第一控制模块基于虚拟同步电机对所述AC/DC模块进行控制；第二控制模块，所述第二控制模块基于虚拟直流电机对所述DC/DC模块进行控制；第三控制模块，所述第三控制模块基于虚拟同步电机对所述DC/AC模块进行控制。本发明专利技术能够对灵活配电单元中的各种变换模块进行合理的控制，从而保障配电网的高效、稳定运行。稳定运行。稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
交直流混合配电网灵活配电单元的控制装置


[0001]本专利技术涉及交直流混合配电网
，具体涉及一种交直流混合配电网灵活配电单元的控制装置。

技术介绍

[0002]在交直流混合配电网的配电单元中一般存在AC/DC模块、DC/DC模块和DC/AC模块等多种变换模块，如何对各种变换模块进行合理的控制以保障配电网的高效、稳定运行，成为目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决上述技术问题，提供了一种交直流混合配电网灵活配电单元的控制装置，能够对灵活配电单元中的各种变换模块进行合理的控制，从而保障配电网的高效、稳定运行。
[0004]本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种交直流混合配电网灵活配电单元的控制装置，所述灵活配电单元包括AC/DC模块、DC/DC模块和DC/AC模块，所述控制装置包括：第一控制模块，所述第一控制模块基于虚拟同步电机对所述AC/DC模块进行控制；第二控制模块，所述第二控制模块基于虚拟直流电机对所述DC/DC模块进行控制；第三控制模块，所述第三控制模块基于虚拟同步电机对所述DC/AC模块进行控制。
[0006]所述AC/DC模块的输入侧连接到上级配电网，所述第一控制模块用于根据所述灵活配电单元参与所述配电网的调频、调压需求，改变输出电压的相位和幅值，以调节所述灵活配电单元与所述配电网交换的有功功率和无功功率，实现所述灵活配电单元对所述配电网的频率支撑和电压支撑。
[0007]所述第二控制模块用于根据所述DC/DC模块的输入电压和输出电压调节所述DC/DC模块中变压器一次侧和第二次侧H桥驱动信号的移相角。
[0008]所述第三控制模块用于对所述DC/AC模块的有功功率、无功功率和输出电压进行调节。
[0009]所述第一控制模块通过计算有功功率以为所述配电网提供频率支撑，通过计算无功功率以为所述配电网提供电压支撑，所述第一控制模块还用于进行并网电流控制。
[0010]本专利技术的有益效果：
[0011]本专利技术通过设置三个控制模块，分别基于虚拟同步电机对AC/DC模块进行控制、基于虚拟直流电机对DC/DC模块进行控制、基于虚拟同步电机对DC/AC模块进行控制，由此，能够对灵活配电单元中的各种变换模块进行合理的控制，从而保障配电网的高效、稳定运行。
附图说明
[0012]图1为本专利技术实施例的交直流混合配电网灵活配电单元的控制装置的方框示意
图；
[0013]图2为本专利技术一个实施例的并网模型的结构示意图；
[0014]图3为本专利技术一个实施例的DC/DC模块的结构示意图；
[0015]图4为本专利技术一个实施例的全桥隔离DC/DC变换器的简化电路图；
[0016]图5为本专利技术一个实施例的DC/AC模块及模拟虚拟同步发电机的结构示意图。
具体实施方式
[0017]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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]本专利技术实施例的灵活配电单元可包括AC/DC模块、DC/DC模块和DC/AC模块，AC/DC模块的输入侧，即交流侧连接到上级配电网，可将配电网的交流电转换为直流电并通过直流侧输出；DC/DC模块的输入侧可与AC/DC模块的直流侧相连，输出侧可连接到直流负载等需要利用直流电的部分；DC/AC模块的输入侧可与AC/DC模块的直流侧相连，输出侧可连接到交流负载等需要利用交流电的部分，DC/AC模块的输入侧还可与发电或储能装置相连，输出侧可连接到电网，以作并网逆变器用。应当理解的是，在本专利技术的实施例中，对于双向AC/DC模块，在进行AC/DC变换时可视作AC/DC模块进行控制，进行DC/AC变换时可视作DC/AC模块进行控制。
[0019]如图1所示，本专利技术实施例的交直流混合配电网灵活配电单元的控制装置包括第一控制模块10、第二控制模块20和第三控制模块30，其中，第一控制模块10基于虚拟同步电机对AC/DC模块进行控制；第二控制模块20基于虚拟直流电机对DC/DC模块进行控制；第三控制模块30基于虚拟同步电机对DC/AC模块进行控制。
[0020]在本专利技术的实施例中，第一控制模块10可根据灵活配电单元参与配电网的调频、调压需求，改变输出电压的相位和幅值，以调节灵活配电单元与配电网交换的有功功率和无功功率，实现灵活配电单元对配电网的频率支撑和电压支撑。
[0021]AC/DC模块可实现与上级配电网的电气连接和能量交换，通过AC/DC模块融合虚拟同步电机控制策略，模拟同步电机特性，能够使得灵活配电单元主动与配电网交换功率，并通过直流接口获得所需的功率缓冲，从而给予上级配电网一定电压和频率支撑。同时，能有效地提高高压级接口的惯性与阻尼，维持配电网的稳定运行。
[0022]频率调节过程为：假定灵活配电单元输入级从上级配电网吸收功率为P0，直流接口储能提供的功率缓冲为ΔP，低压配电网负荷功率为P
m
，则它们之间应满足的关系为P
m
＝P0+ΔP。当上级配电网频率正常时，ΔP＝0，P
m
＝P0。当上级配电网频率下降时，此时灵活配电单元为了参与频率调节，应减少功率吸收即P0减少，而ΔP>0即储能释放功率，使得满足负荷功率消耗即P
m
＝P0+ΔP。同理当上级配电网频率上升时，P0增加，ΔP<0，最终也满足P
m
＝P0+ΔP。可知，灵活配电单元既能参与上级配电网频率调节，又能满足低压配电网的功率消耗。
[0023]电压调节过程为：当上级配电网电压幅值下降时，灵活配电单元改变输入级输出电压幅值，调节灵活配电单元与上级配电网交换的无功，发出一定的无功功率，从而给予上
级配电网一定的电压支撑；同理，当上级配电网电压上升时，灵活配电单元吸收一定的无功功率，也能给予上级配电网一定的电压支撑。
[0024]AC/DC模块并网模型如图2所示，图中，L
arm
、C分别为滤波电感和滤波电容；R
s
为滤波电阻；L
s
为网侧等效电抗；i表示瞬时并网电流；e表示瞬时输出电压，大小为E
p∠δ
；u为配电网瞬时电压，大小U∠0；假设线路电阻远小于线路电抗X，则灵活配电单元与配电网交换的有功功率和无功功率的表达式分别为：
[0025]P＝E
P
U sinδ/X≈E
P
Uδ/X
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(1)
[0026][0027]由式(1)和式(2)可知，灵活配电单元与上级配电网之间交换的P及Q主要取决于灵活配电单元高压级输出电压相角δ和幅值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交直流混合配电网灵活配电单元的控制装置，其特征在于，所述灵活配电单元包括AC/DC模块、DC/DC模块和DC/AC模块，所述控制装置包括：第一控制模块，所述第一控制模块基于虚拟同步电机对所述AC/DC模块进行控制；第二控制模块，所述第二控制模块基于虚拟直流电机对所述DC/DC模块进行控制；第三控制模块，所述第三控制模块基于虚拟同步电机对所述DC/AC模块进行控制。2.根据权利要求1所述的交直流混合配电网灵活配电单元的控制装置，其特征在于，所述AC/DC模块的输入侧连接到上级配电网，所述第一控制模块用于根据所述灵活配电单元参与所述配电网的调频、调压需求，改变输出电压的相位和幅值，以调节所述灵活配电单元与所述配电网交换的有功功率和无功功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：史伟，陈虹，张永生，戴黎明，殷新博，王数，王峰，承昊新，苏华，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：