[发明专利]一种分布式电压和潮流控制方法及其装置

权利要求书

1.一种分布式电压和潮流控制方法，其特征在于，该方法通过在负载侧设置分布式电压和潮流控制设备(DCVR)，来控制负载的供电电压，使得所有负载的电压运行在电压最优点上，其中所述电压最优点是根据负载特性、运行状态综合决定的，电压最优点在额定电压或者额定电压到最低允许电压之间；

在所述控制方法中，每个负载均包括与其对应的降压变压器，分布式电压和潮流控制设备(DCVR)串联在降压变压器的低压侧和负载之间；

所述分布式电压和潮流控制设备为全功率变流器(VSC)，所述全功率变流器的两端分别接到负载和电网，网侧变换器用于控制直流电压的稳定，负载侧变换器用于控制负载的供电电压，使得负载侧的电压始终在电压最优点上；

其中，采用如下步骤控制网侧变换器直流电压的稳定：

(1)采集VSC的直流电压u_dc、电网电压u_abcs和网侧变换器三相电流i_abcs；

(2)利用锁相环PLL和电网电压u_abcs得到电网电压的相位θ_s，基于θ_s将三相电流i_abcs变换到dq轴上，分别为i_ds和i_qs；

(3)直流电压的给定值为将和实际电压u_dc比较之后通过PI控制器得到了d轴的电流给定将和实际电流i_ds比较之后通过PI控制器再加上相关耦合项之后得到了变换器输出的d轴电压u_drs；

(4)利用无功功率给定构成的外环加上q轴电流i_qs构成的电流内环得到逆变器输出的q轴电压u_qrs，u_drs和u_qrs再经过dq/abc的变换得到变换器输出电压的给定值；

(5)逆变器输出电压的给定值经过PWM调理之后直接控制变换器的IGBT实现闭环控制；

在所述控制方法中，对于恒阻抗负载，当负载电压为V₀时，负载所消耗的功率是P₀，其中，所述V₀和P₀均为标幺值，当电压升高为V₀+ΔV时，负载消耗的功率变成：

对于恒电流负载，当负载电压升高时，负载消耗的功率变为：

如果负载是恒功率负载，电压变化对负载功率没有影响。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，通过对全功率变流器(VSC)采用闭环控制，实现负载侧的电压始终在电压最优点上。

3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述闭环控制通过如下步骤实现：

(1)通过锁相环PLL获取电网电压值u_s和相位θ_s；

(2)采集负载侧电压u_l，并对其进行abc/dq变换得到分解到dq轴的电压，参考电压u_ref分解到dq轴，采用矢量控制策略，在dq轴上分别对负载电压进行闭环控制，根据需要，控制器是PI控制器或其他类型的控制器；

(3)为了提高控制器的动态响应速度，需要加入电流控制环，将上一步骤输出作为电流控制环的给定，电流控制环的输出经过调制之后之间对变换器的IGBT进行控制。

4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述分布式电压和潮流控制设备替换为统一电能质量调节器(UPQC)、统一潮流控制器(UPFC)或者动态静止同步补偿器(D-SSSC)，采用的控制策略参照全功率变流器(VSC)的控制策略。

5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：使用分布式电压和潮流控制装置实现需求侧响应，参与电网的辅助服务。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，由分布式电压和潮流控制设备协同来完成所述辅助服务，辅助服务的指令先发给中央服务器，服务器根据当前每个负载的情况计算出单个分布式电压和潮流控制设备的指令，然后将指令发给各个分布式电压和潮流控制设备。