[发明专利]一种直流配电网的电压协调控制方法

权利要求书

1.一种直流配电网的电压协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，通过潮流计算给出从换流站的有功参考值，从而保证各节点直流电压以及主换流站输入功率不越限；

步骤二，主换流站实时检测输入功率，蓄电池和从换流站并网换流器均实时检测直流端口处电压；

步骤三，若直流端口处的直流电压波动范围为0.97pu～1.03pu，主换流站控制直流电压，输入功率不越限；从换流站有功恒定，风机和光伏电池均以最大功率跟踪MPPT模式运行，蓄电池处于待机状态；

步骤四，若直流电压波动范围为0.95pu～0.97pu或1.03pu～1.05pu，主换流站输入功率达到额定值，进入限流模式，以恒功率运行；从换流站进入下降控制，改变功率输出；

步骤五，若直流电压小于0.95pu或大于1.05pu，主换流站进入限流模式，以恒功率输出运行；从换流站进入下降控制，改变功率输出；蓄电池并网换流器进入下降控制，快速充放电改善直流侧功率分布；

步骤六，若各调压元件均以最大额定容量运行，且直流电压小于0.95pu，应切除的次级负荷；若各调压元件均以最小额定功率运行，且直流电压大于1.05pu，分布式电源应降功率运行，若检测到蓄电池的荷电状态SOC大于0.8或小于0.4，切除蓄电池。

2.根据权利要求1所述的一种直流配电网的电压协调控制方法，其特征在于，所述步骤一中，主换流站作为平衡节点，从换流站、负荷和分布式电源作为P节点，给出从换流站有功参考值，保证各节点直流电压以及主换流站输入功率不越限，潮流方程如下：

其中：P_i表示节点i的输入功率；V_i和V_j表示节点i和j的直流电压；I表示直流配电网中所有节点的集合，G_ij为节点电导矩阵元素。

3.根据权利要求1所述的一种直流配电网的电压协调控制方法，其特征在于，所述步骤三中，主换流站和从换流站的控制策略为带前馈解耦的矢量控制，d轴控制直流电压或有功，q轴控制无功；光伏电池和风机分别通过boost变换器和VSC换流器实现并网，光伏电池通过调整电压和电流保证光伏电池运行于最佳伏安特性曲线，风机通过控制开环桨距角保证直驱风机运行在最佳风能曲线；蓄电池通过boost/buck双向变换器并网。

4.根据权利要求1所述的一种直流配电网的电压协调控制方法，其特征在于，所述步骤四中，从换流站通过最大最小值操作进入下降控制，其U-P下垂特性曲线表示为：

其中：U_dc表示直流电压实际大小；P_L表示从换流站的输入功率；P_ref表示有功参考值；k_B为曲线斜率，斜率越小，表示对电压的控制能力越强；U^*_dc表示从换流站进入下垂特性控制的拐点，分别为1.03pu或0.97pu。

5.根据权利要求1所述的一种直流配电网的电压协调控制方法，其特征在于，所述步骤五中，蓄电池并网换流器的U-P下降特性曲线为：

U_{BES_dc}＝U_{BES_ref}+k_B(P_BES-P_{BES_ref}) (3)

其中：U_{BES_dc}表示蓄电池端口的实际电压值；P_{BES_ref}表示蓄电池有功输出参考值，取为0；k_B为曲线斜率；P_BES表示蓄电池输出有功功率实际值；U_{BES_ref}表示蓄电池端口参考值电压值，取为1.05pu或0.95pu。

6.根据权利要求1所述的一种直流配电网的电压协调控制方法，其特征在于，所述步骤六中，切除负荷最小值为：

ΔP_LOAD＝P_LOAD-P_Gmax-P_DG-P_{BES_max}-∑P_Lmax (4)

其中：ΔP_LOAD表示需要切除的负荷大小；P_LOAD表示负荷功率；P_Gmax表示主换流站最大输出功率；P_DG表示分布式电源发出功率；P_{BES_max}表示储能装置能发出的最大功率；P_Lmax表示从换流站的最大输出功率；

分布式电源减少输出功率最小值为：

ΔP_DG＝P_DG+P_Gmin+P_{BES_min}+∑P_Lmin-P_LOAD (5)

其中：ΔP_DG表示需要切除的分布式电源功率大小；P_DG表示分布式电源发出功率；P_Gmin表示主换流站最小输出功率；P_{BES_min}表示储能装置能发出的最小功率；P_Lmin表示从换流站的最小输出功率；P_LOAD表示负荷功率。