[发明专利]下垂控制直流微电网参考运行功率快速获取方法及装置

说明书

本发明公开了下垂控制直流微电网参考运行功率快速获取方法，包括以下步骤：获取直流微电网拓扑结构、换流阀设备参数、线路参数、负荷参数及分布式电源参数；根据换流阀下垂控制参数构建虚拟电阻模型；构建节点功率对支路潮流的灵敏度模型，获取各个节点向换流阀分配的功率，将各个节点向换流阀分配的功率之和作为换流阀下垂控制的参考功率，并输出潮流计算结果。本发明实现了下垂控制参考功率和负荷匹配，保证了直流微电网的经济安全运行。

技术领域

本发明涉及直流微电网技术领域，尤其涉及下垂控制直流微电网参考运行功率快速获取方法及装置。

背景技术

随着直流型分布式电源的大规模接入和电动汽车、数据中心等直流负荷的不断增加，配电系统的直流特征日益突出。发展直流微电网能有效提高对光伏等直流型分布式电源的接纳能力，减少换流环节，降低线路损耗，提高能源利用效率。

下垂控制可以将负荷按照一定的比例分配到各个换流阀中，是直流微电网常用的控制方式之一。在下垂控制的直流微电网中，负荷的实时变化，下垂控制的参考运行功率需要和负荷匹配，以保证换流阀的输出电压维持在合理的水平。

现有的电压下垂控制策略主要针对下垂控制的下垂系数进行整定和改进，忽略了运行工作点的作用。同时，直流微电网本身具有响应速度快的优点，为了充分发挥直流微电网的潮流控制效果，需要快速有效的确定下垂控制的运行参考点，因此有必要研究一种下垂控制直流微电网参考运行功率快速获取方法及装置。

发明内容

为了实现下垂控制直流微电网参考运行功率的快速准确计算，引入虚拟电阻模型来表示直流微电网下垂控制对潮流分布的影响，通过构造节点功率对支路潮流的灵敏度，计算各个节点向换流阀分配的功率，将各个节点向换流阀分配的功率之和作为换流阀下垂控制的参考功率，实现了下垂控制参考功率和负荷匹配，保证了直流微电网的经济安全运行。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

下垂控制直流微电网参考运行功率快速获取方法，包括以下步骤：

获取直流微电网拓扑结构、换流阀设备参数、线路参数、负荷参数及分布式电源参数；

根据换流阀下垂控制参数构建虚拟电阻模型；

构建节点功率对支路潮流的灵敏度模型，获取各个节点向换流阀分配的功率，将各个节点向换流阀分配的功率之和作为换流阀下垂控制的参考功率，并输出潮流计算结果。

进一步的，根据换流阀下垂控制参数构建虚拟电阻模型的具体方法为：

在下垂控制的直流微电网中，第n个换流阀的直流侧电压U_VSC,n和输出功率P_VSC,n满足：

式中，U_VSC,n,ref和P_VSC,n,ref分别是第n个换流阀的运行参考电压和运行参考功率；k_VSC,n是第n个换流阀的下垂系数；

第n个换流阀的虚拟电阻的潮流模型为：

其中，P_n是第n个换流阀的虚拟线路的传输功率；

因此，第n个换流阀下垂控制对应的虚拟电阻大小为：

R_VSC,n＝-k_VSC,nU_VSC,n,ref                   (5)。

进一步的，获取各个节点向换流阀分配的功率，将各个节点向换流阀分配的功率之和作为换流阀下垂控制的参考功率，包括如下步骤：