交直流微网群分布式对等集群控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种交直流微网群分布式对等集群控制方法及系统，属于柔性互联交直流微网群多目标分布式集群协调控制技术领域，根据交直流微网内分布式电源下垂控制输出频率和输出电压，结合交直流微网的频率上下限和电压上下限，将各交直流微网频率电压归一化；计算互联变换器的电压参考值和直流变压器的有功功率参考值；经过电流环和坐标转换后得到互联变换器的控制信号；得到移向角后经过脉宽调制得到直流变压器的控制信号。本发明专利技术实现各交直流微电网发出的有功功率按最大容量比例分配、各交直流微电网内部实现各分布式电源发出的有功功率按最大容量比例分配以及各交直流微网内部频率、平均电压恢复到额定值；有效实现了多个控制目标。多个控制目标。多个控制目标。

【技术实现步骤摘要】
交直流微网群分布式对等集群控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及柔性互联交直流微网群多目标分布式集群协调控制
，具体涉及一种基于多端柔性直流互联的交直流微网群分布式对等集群控制方法及系统。

技术介绍

[0002]大规模的异构分布式电源(DG)大多采用电力电子变换器高比例接入配电网，与此同时，在负荷侧大量以直流驱动的轨道交通、数据中心等新型负荷也需要通过高比例电力电子设备接入。高比例可再生能源发电和高比例电力电子设备的特点将给配电网的运行控制提出新的挑战。分布式电源的接入改变了传统电网单向潮流的格局，可能诱发馈线负荷不均衡、电压波动/越限、网损增大、主变重载甚至停电，严重威胁配电网的安全运行。
[0003]为了减少分布式电源接入对电网产生不利的影响，并充分挖掘可再生能源的效益和价值，柔性互联交直流微网群通过柔直换流器(柔直VSC)和直流变压器(DCT)可双向精确调节有功和无功功率的，实现柔性调度和控制，便于交直流微网间跨馈线、台区和跨电压等级互联，实现电网资源更大范围的协同共享和优化分配，有效提升系统运行的灵活性和经济性。同时，通过直流配电网络柔性互联，交流微网间通过直流环节进行隔离，可实现异步互联；同时，在交流故障时短路电流被阻断，可实现快速故障隔离，减少故障波及范围。
[0004]然而，基于多端柔性直流互联的交直流微网群虽然优势突出，但其不同主体间利益诉求的多样性、多端交直流网络的复杂性、潮流动态流动的多向性，不同控制目标之间可能彼此冲突，尤其是当基于多端柔性直流互联的交直流微网群自主运行时，微网内和微网间协调控制方法的缺乏将使得柔性互联交直流微网群在高比例消纳可再生能源等方面的优势难以发挥，在恶劣场景下甚至可能发生系统失稳。同时，由于系统主从控制模式下主控制器无法参与功率协调，且存在主控制器故障或退出运行时系统中的直流配电母线电压难以得到保障。因此，设计一种基于多端柔性直流互联的交直流微网群分布式对等集群控制方法对实现系统功率、频率、电压控制以及提升系统的稳定性具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于多端柔性直流互联的交直流微网群分布式对等集群控制方法及系统，以解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：
[0007]一方面，本专利技术提供一种交直流微网群分布式对等集群控制方法，包括：
[0008]获取交流微网内分布式电源下垂控制输出频率和直流微网内分布式电源下垂控制输出电压；
[0009]根据交流微网内分布式电源下垂控制输出频率，结合交流微网的频率上限值和下限值，将各交流微网频率归一化；
[0010]根据直流微网内分布式电源下垂控制输出电压，结合直流微网的直流电压上限值和下限值，将各直流微网直流电压归一化；
[0011]根据交流微网频率归一化值和直流微网直流电压归一化值，计算得到分布式对等集群协调控制下交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的电压参考值和直流微网接口直流变压器的有功功率参考值；
[0012]根据交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的电压参考值，经过电流环和abc/dq0坐标转换后得到交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的控制信号，实现对交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的控制；根据直流微网接口直流变压器的有功功率参考值，得到移向角后经过脉宽调制得到直流微网接口直流变压器的控制信号，实现对直流微网接口直流变压器的控制。
[0013]可选的，交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的本地控制采用如下式所示的恒直流电压控制器；
[0014][0015]其中，为第k个交流微网接口柔性DC/AC互联变换器电流环的d轴参考值；为第k个交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的直流电压参考值；为第k个交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的直流电压；为第k个交流微网接口柔性DC/AC互联变换器电流环的q轴参考值；为第k个交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的无功功率参考值；为第k个交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的无功功率；k
p
和k
i
分别为比例参数和积分参数；1/s表示积分。
[0016]可选的，直流微网接口直流变压器采用双向有源变换器的单移向控制，其移向角α的计算如下式所示：
[0017][0018]其中，为直流微网接口直流变压器的有功功率参考值；k
p
和k
i
分别为比例参数和积分参数；T
h
为开关周期；1/s表示积分。
[0019]可选的，各交流微电网频率归一化为：
[0020][0021]其中，ω
k,p.u.
为交流微网频率的归一化值；ω
k,max
和ω
k,min
分别为交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的频率上限和下限；ω
k
为交流微网接口柔性DC/AC互联变换器中任一分布式电源下垂控制输出的频率。
[0022]可选的，各直流微电网直流电压归一化为：
[0023][0024]其中，为直流微网中直流电压的归一化值；和分别为直流微网接口直流变压器的的直流电压上限和下限；为直流微网接口直流变压器中任一分布式电源下垂控制输出的直流电压。
[0025]可选的，根据交流微网频率归一化值，计算得到分布式对等集群协调控制下交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的电压参考值：
[0026][0027][0028][0029]其中，为分布式对等集群协调控制下交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的电压参考值；为系统直流配电母线的直流电压额定值；为交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的直流电压变化量；为分布式对等集群协调控制器的输出；为分布式对等集群协调控制器中交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的控制参数；N
i
为交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的所有邻居集合；a
ij
为上层通信网络中节点i与其邻居节点j的权重；η
i
为通信网络中节点i的频率的归一化值；η
j
为通信网络中节点的邻居节点j的频率的归一化值。
[0030]可选的，根据直流微网直流电压归一化，计算得到直流微网接口直流变压器的有功功率参考值：
[0031][0032][0033]其中，为DCT
p
的有功参考值；为分布式集群协调控制器的输出；为分布式对等集群协调控制器中直流微网接口直流变压器的控制参数；N
i
为直流微网接口直流变压器的所有邻居集合；η
i
为通信网络中节点i的直流电压的归一化值；η
j
为通信网络中节点的邻居节点j的直流电压的归一化值。
[0034]第二方面，本专利技术提供一种交直流微网群分布式对等集群控制系统，包括：
[0035]获取模块，用于获取交流微网内分布式电源下垂控制输出频率和直流微网内分布式电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交直流微网群分布式对等集群控制方法，其特征在于，包括：获取交流微网内分布式电源下垂控制输出频率和直流微网内分布式电源下垂控制输出电压；根据交流微网内分布式电源下垂控制输出频率，结合交流微网的频率上限值和下限值，将各交流微网频率归一化；根据直流微网内分布式电源下垂控制输出电压，结合直流微网的直流电压上限值和下限值，将各直流微网直流电压归一化；根据交流微网频率归一化值和直流微网直流电压归一化值，计算得到分布式对等集群协调控制下交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的电压参考值和直流微网接口直流变压器的有功功率参考值；根据交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的电压参考值，经过电流环和abc/dq0坐标转换后得到交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的控制信号，实现对交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的控制；根据直流微网接口直流变压器的有功功率参考值，得到移向角后经过脉宽调制得到直流微网接口直流变压器的控制信号，实现对直流微网接口直流变压器的控制。2.根据权利要求1所述的交直流微网群分布式对等集群控制方法，其特征在于，交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的本地控制采用如下式所示的恒直流电压控制器；其中，为第k个交流微网接口柔性DC/AC互联变换器电流环的d轴参考值；为第k个交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的直流电压参考值；为第k个交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的直流电压；为第k个交流微网接口柔性DC/AC互联变换器电流环的q轴参考值；为第k个交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的无功功率参考值；为第k个交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的无功功率；k
p
和k
i
分别为比例参数和积分参数；1/s表示积分。3.根据权利要求1所述的交直流微网群分布式对等集群控制方法，其特征在于，直流微网接口直流变压器采用双向有源变换器的单移向控制，其移向角α的计算如下式所示：其中，为直流微网接口直流变压器的有功功率参考值；k
p
和k
i
分别为比例参数和积分参数；T
h
为开关周期；1/s表示积分。4.根据权利要求1所述的交直流微网群分布式对等集群控制方法，其特征在于，各交流微电网频率归一化为：
其中，ω
k,p.u.
为交流微网频率的归一化值；ω
k,max
和ω
k,min
分别为交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的频率上限和下限；ω
k
为交流微网接口柔性DC/AC互联变换器中任一分布式电源下垂控制输出的频率。5.根据权利要求4所述的交直流微网群分布式对等集群控制方法，其特征在于，各直流微电网直流电压归一化为：其中，为直流微网中直流电压的归一化值；和分别为直流微网接口直流变压器的的直流电压上限和下限；为直流微网接口直流变压器中任一分布式电源下垂控制输出的直流电压。6.根据权利要求1所述的交直流微网群分布式对等集群控制方法，其特征在于，根据交流微网频率归一化值，计算得到分布式对等集群协调控制下交流微网接口柔性DC/AC互联变换器的电压参考值：变换器的电压参考值：变换器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴翔宇，许寅，和敬涵，张露元，王颖，刘曌，张放，李猛，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：