一种基于卫星授时同步的配电台区源荷储协同自治方法、系统及装置制造方法及图纸

一种基于卫星授时同步的配电台区源荷储协同自治方法、系统及装置，属于配电台区自治控制技术，包括步骤一：根据配电台区内部风电及分布式光伏的运行特性以及负荷的运行特性，优化配置储能的容量；步骤二：获取由卫星授时的秒脉冲信号，各电力电子变换器根据该同步信号生成频率为50Hz的实时相位信号；步骤三：根据检测到的端口母线电压幅值，利用自适应下垂控制得到各电力电子变换器的输出电流的幅值指令；步骤四：结合实时相位信息以及输出电流的幅值指令，采用控制算法对各装置输出电流进行闭环控制；本发明专利技术可改善高比例配电台区自治运行时的功

【技术实现步骤摘要】
一种基于卫星授时同步的配电台区源荷储协同自治方法、系统及装置


[0001]本专利技术属于配电台区自治控制技术，更具体地，涉及一种基于卫星授时同步的配电台区源荷储协同自治方法、系统及装置。

技术介绍

[0002]随着人们对环境问题的日益关注和传统化石燃料的快速消耗，电网的分布越来越分散、灵活性越来越强、分布式发电系统的普及率越来越高。为实现“碳达峰、碳中和”双碳目标，以可再生能源为基础的分布式发电技术正大比例地融入低压配电台区，且未来分布式发电系统的渗透率将会变得更高。相应地，随着大规模光、风等新能源接入，新能源发电出力地随机性、波动性等不确定性特征将为电力系统地安全稳定运行带来极大挑战。
[0003]随着新能源比例的提高，未来会出现局部100％新能源的区域系统。高比例新能源、高比例电力电子装置组成的系统惯量低，不再具备传统同步机的机电特性，采用传统的基于同步机主导模式
‑
相量同步的控制技术易存在功
‑
角稳定及频率稳定问题、难以即插即用、多台区互联控制实现复杂以及容易出现暂态电流冲击，从而影响新能源的消纳和配电网的安全运行。如何充分利用逆变器灵活可控的特点，提高含高比例新能源的配电台区源荷储间是目前含高比例新能源配电台区自治运行控制领域亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于卫星授时同步的配电台区源荷储协同自治方法、系统及装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种基于卫星授时同步的配电台区源荷储协同自治方法，步骤如下：
[0007]步骤一：根据配电台区内部风电及分布式光伏的运行特性以及负荷的运行特性，优化配置储能的容量；
[0008]步骤二：获取由卫星授时的秒脉冲信号，各电力电子变换器根据该同步信号生成频率为50Hz的实时相位信号；
[0009]步骤三：根据检测到的端口母线电压幅值，利用自适应下垂控制得到各电力电子变换器的输出电流的幅值指令；
[0010]步骤四：结合步骤二中所获得的实时相位信息以及步骤三中所获得的各电力电子变换器的输出电流的幅值指令，采用控制算法对各装置输出电流进行闭环控制。
[0011]与现有技术相比，采用本专利技术具有如下效果：
[0012]本专利技术利用卫星授时信号生成各电力电子变换装置输出电流的50Hz实时相位信号，可有效避免高比例甚至100％逆变型低压台区中的功
‑
角稳定及频率稳定问题；可有效避免台区间互联时的暂态电流应力问题，可实现电力电子变换装置的即插即用，确保含高比例新能源的低压配电台区良好运行状态，可提高新能源的消纳率。
[0013]作为优选，所述的各电力电子变换器包括风机并网逆变器、光伏逆变器、电动汽车接口变换器、储能变流器。
[0014]作为优选，所述步骤三的控制逻辑如下：当风机及光伏并网变换器输出电流幅值指令大于其最大输出功率对应的电流幅值指令时，风机及光伏并网变换器输出电流幅值指令为其最大输出功率对应的电流幅值指令，储能变流器输出电流幅值指令应同时满足系统功率平衡及储能电池电压的约束。
[0015]作为优选，所述控制算法包含滞环控制、比例谐振控制、准比例谐振控制及矢量控制。
[0016]作为优选，所述步骤一中储能的容量配置的步骤包括：
[0017]1‑
1)、获取配电台区中光伏发电、风力发电、工业负荷及重要负荷的日常运行数据；
[0018]1‑
2)、以减小配电台区峰谷差及线路损耗为优化目标，考虑配电台区内重要负荷的功率自治的约束，计算出储能装置最佳配置容量。
[0019]作为优选，所述步骤二中频率为50Hz的实时相位信号的具体产生步骤如下：
[0020]2‑
1)、利用卫星信号接收装置，获得秒脉冲同步信号；
[0021]2‑
2)、利用信号转换装置将获得的秒脉冲同步信号转换成控制器芯片所需的电压信号，并传送至控制器的捕捉端口；
[0022]2‑
3)、控制器芯片利用自带的晶振将当前采集的秒脉冲信号转变为50Hz的实时相位信号，并在下一个秒脉冲将相位复位为零。
[0023]作为优选，所述的各电力电子变换器的输出电流指令满足如下目标函数：
[0024][0025]其中，U
N
以及I
N
分别为配电台区的额定电压以及装置的额定电流，U为检测到的交流相交流电压的有效值，k为比例系数。
[0026]作为优选，所述步骤四中采用控制算法对各装置输出电流进行闭环控制具体内容如下：
[0027]4‑
1)、将各电力电子变换装置的电流幅值指令乘以实时相位信号的正弦值作为实时电流指令；
[0028]4‑
2)、用实时电流指令减去被检测的电流，然后，采用滞环控制或比例谐振控制或准比例谐振控制或矢量控制中的一种得到计算得到预期三相电压调制波信号，其中，矢量控制包含：克拉克变换、派克变换、PI控制、派克反变换及克拉克反变换；
[0029]4‑
3)、在控制器中将上述计算的预期三相电压调制波信号经过50Hz的陷波器处理，利用计算的预期三相电压调制波信号减去经50Hz陷波器处理的信号，并将此作为最终的三相调制波信号；
[0030]4‑
4)、将最终三相调制波信号和载波信号比较，得到驱动开关管的脉冲信号，并经驱动电路后控制开关器件的通断。
[0031]本专利技术还公开了一种基于卫星授时同步的配电台区源荷储协同自治系统，包括：
[0032]采集模块，用于获取处理信号；所述处理信号包括卫星授时秒脉冲同步信号、检测各电力电子变换器端口电压及电流信号、储能装置电池总直流电压；
[0033]控制模块，接收处理信号用于计算储能的最佳配置容量、产生与卫星授时信号同步的频率为50Hz的实时相位信号、计算各电力电子变换器的输出电流指令以及实现各电力电子变换器输出电流的闭环控制以及各电力电子变换装置中开关器件的驱动电路。
[0034]本专利技术还公开了一种基于卫星授时同步的配电台区源荷储协同自治装置，包括：
[0035]存储器，其上存储有计算机处理程序；
[0036]处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机的程序，以实现如上述任一方案中所述的基于卫星授时同步的配电台区源荷储协同自治方法的步骤。
[0037]本专利技术还公开了一种存储介质，其上存储计算机处理程序，该程序被处理器芯片执行时实现上述任一方案中所述的基于卫星授时同步的配电台区源荷储协同自治方法的步骤。
附图说明
[0038]图1是本专利技术实施例中基于卫星授时同步的配电台区源荷储协同自治方法的流程图；
[0039]图2是本专利技术实施例中基于卫星授时同步的配电台区源荷储协同自治系统的模块示意图。
具体实施方式
[0040]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于卫星授时同步的配电台区源荷储协同自治方法，其特征在于，步骤如下：步骤一(S1)：根据配电台区内部风电及分布式光伏的运行特性以及负荷的运行特性，优化配置储能的容量；步骤二(S2)：获取由卫星授时的秒脉冲信号，各电力电子变换器根据该同步信号生成频率为50Hz的实时相位信号；步骤三(S3)：根据检测到的端口母线电压幅值，利用自适应下垂控制得到各电力电子变换器的输出电流的幅值指令；步骤四(S4)：结合步骤二(S2)中所获得的实时相位信息以及步骤三(S3)中所获得的各电力电子变换器的输出电流的幅值指令，采用控制算法对各装置输出电流进行闭环控制。2.如权利要求1所述的一种基于卫星授时同步的配电台区源荷储协同自治方法，其特征在于，所述的各电力电子变换器包括风机并网逆变器、光伏逆变器、电动汽车接口变换器、储能变流器。3.如权利要求2所述的一种基于卫星授时同步的配电台区源荷储协同自治方法，其特征在于，所述步骤三(S3)的控制逻辑如下：当风机及光伏并网变换器输出电流幅值指令大于其最大输出功率对应的电流幅值指令时，风机及光伏并网变换器输出电流幅值指令为其最大输出功率对应的电流幅值指令，储能变流器输出电流幅值指令应同时满足系统功率平衡及储能电池电压的约束。4.如权利要求1所述的一种基于卫星授时同步的配电台区源荷储协同自治方法，其特征在于，所述控制算法包含滞环控制、比例谐振控制、准比例谐振控制及矢量控制。5.如权利要求1
‑
4中任一项所述的一种基于卫星授时同步的配电台区源荷储协同自治方法，其特征在于，所述步骤一(S1)中储能的容量配置的步骤包括：1
‑
1)、获取配电台区中光伏发电、风力发电、工业负荷及重要负荷的日常运行数据；1
‑
2)、以减小配电台区峰谷差及线路损耗为优化目标，考虑配电台区内重要负荷的功率自治的约束，计算出储能装置最佳配置容量。6.如权利要求5所述的一种基于卫星授时同步的配电台区源荷储协同自治方法，其特征在于，所述步骤二(S2)中频率为50Hz的实时相位信号的具体产生步骤如下：2
‑
1)、利用卫星信号接收装置，获取B码信号；2
‑
2)、将B码信号转化为秒脉冲同步信号，并传送至控制器的捕捉端口；2
‑
3)、控制器芯片利用自带...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贵宾，宫池玉，李庚宸，刘旭，孙浩，陈明帅，林森，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司日照供电公司，
类型：发明
国别省市：