[发明专利]交直流配电系统电压协调控制方法及交直流配电系统

说明书

一种储能接入的交直流配电系统电压协调控制方法，其包括：采用电压‑电流下垂控制模型，根据第一直流电压和第一直流电流生成针对换流器的当前参考电流信号，并根据当前参考电流信号生成第一控制信号，以控制换流器的输出状态；获取交直流配电系统中储能适配器的直流侧实际电压，得到第二直流电压，采用电压‑功率下垂控制模型，根据第二直流电压生成针对储能适配器的当前参考功率信号，基于当前参考功率信号生成第二控制信号，以控制储能适配器的输出状态。本方法能够根据电压‑电流下垂控制特性协调各柔性装置均衡出力，充分发挥其调压能力，增强直流电压可控性，同时本方法还能够减轻电池储能装置调压负担，抑制电池储能装置频繁充放电现象，延长电池储能装置使用寿命。

技术领域

本发明涉及交直流配电技术领域，具体地说，涉及一种储能接入的交直流配电系统电压协调控制方法及交直流配电系统。

背景技术

随着新能源、新材料、信息技术和电力电子技术的长足发展和广泛应用，用户对用电需求、电能质量及供电可靠性等要求不断提高，现有交流配电系统将面临分布式新能源(电源)接入、负荷和用电需求多样化、潮流均衡协调控制复杂化，以及电能供应稳定性、高效性、经济性等方面的巨大挑战。

风电、光伏发电、燃料电池，以及电动汽车动力电池、超级电容器等各种储能装置基本上都是直流电(或采用直流电技术)，因此必须通过DC/AC换流器才能并入交流配电系统。同时，众多办公与家用电器设备采用直流供电实际上更为方便、节能。

另外，由于城市规划与电力系统规划工作的相互分离，现阶段城市发展形成了与负荷发展要求不相适应的配电系统结构，这使得配电系统的规划、发展及供电质量越来越不适应城市发展的需求。

总之，传统的配电系统结构与配(供)电方式已越来越不能满足快速发展的经济社会对其提出的更加环保、更加安全可靠、更加优质经济、支持分布式电源接入以及用户与电网双向互动等诸多要求。

基于直流的配电系统在输送容量、可控性及提高供电质量等方面具有比交流更好的性能，可以有效提高电能质量、减少电力电子换流器的使用、降低电能损耗和运行成本、协调大电网与分布式电源之间的矛盾，进而充分发挥分布式能源的价值和效益。

光伏发电和风力发电等分布式电源功率输出的随机频繁波动、电动汽车的随机充电需求以及电力负荷的频繁投切，都使得柔性直流配电系统功率不平衡现象频发，这样也就给柔性直流配电系统安全稳定性运行带来巨大挑战，同时也对交流配电系统造成较大影响。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种储能接入的交直流配电系统电压协调控制方法，所述方法包括：

步骤一、获取交直流配电系统的换流器的直流侧实际电压和直流侧实际电流，得到第一直流电压和第一直流电流；

步骤二、采用电压-电流下垂控制模型，根据所述第一直流电压和第一直流电流生成针对所述换流器的当前参考电流信号，并根据所述当前参考电流信号生成第一控制信号，以控制所述换流器的输出状态；

步骤三、获取交直流配电系统中储能适配器的直流侧实际电压，得到第二直流电压，采用电压-功率下垂控制模型，根据所述第二直流电压生成针对所述储能适配器的当前参考功率信号，基于所述当前参考功率信号生成第二控制信号，以控制所述储能适配器的输出状态。

根据本发明的一个实施例，采用电压-电流下垂控制模型生成参考电流信号的步骤包括：

判断所述第一直流电流是否处于预设换流器输出电流允许区间内，如果处于，则根据所述第一直流电压和第一预设参考电压信号生成第一电压偏差信号；

对所述第一电压偏差信号进行比例变换，得到第二电压偏差信号；

根据所述第二偏差信号对针对所述换流器的预设参考流信号进行更新，得到所述当前参考电流信号。