[发明专利]中低压直流配电系统的分散式统一控制方法

摘要

本发明公开一种中低压直流配电系统的分散式统一控制方法，该方法包括基于直流母线电压信号的分散式控制方法与直流变压器的统一控制方法两个部分：基于直流母线电压信号的分散式控制方法为直流母线上的光伏、储能、燃料电池单元根据直流母线电压所处的电压区间，调整各自的工作模式，共同维持直流母线电压稳定；直流变压器的统一控制方法为在电压下垂控制环节的基础上增加移位控制环节得到功率控制、中压直流母线电压调节功能、低压直流母线电压调节功能；当系统运行场景发生变化时，直流变压器无需进行控制模式的切换。本发明实现了对中低压直流配电系统的一体化控制，且无通信环节、容易实现、可靠性高，实现了中低压直流配电系统的稳定运行。

主权项

1.一种中低压直流配电系统的分散式统一控制方法，其特征在于，该方法包括基于直流母线电压信号的分散式控制方法与直流变压器的统一控制方法两个部分：所述基于直流母线电压信号的分散式控制方法包括：1.1将直流母线电压运行的运行范围分为4个区间，即：H2区间，表示的是[V_dcH,V_dcmax]；H1区间，表示的是[V_dcN,V_dcH]；L1区间，表示的是[V_dcL,V_dcN]；L2区间，表示的是[V_dcmin,V_dcL]。其中，V_dcmax为直流母线允许的最高电压；V_dcH为光伏发电单元采用下垂控制方式的临界电压；V_dcN为直流母线的额定电压；V_dcL为燃料电池单元开始工作的临界电压；V_dcmin为直流母线允许的最低电压。直流母线上的光伏、储能、燃料电池单元根据直流母线电压所处的电压区间，调整各自的工作模式，共同维持直流母线电压稳定；1.2根据换流站的工作状态，直流配电系统有并网与离网两个基本运行方式，并网与离网的切换并不影响光伏、储能单元的控制方法，当系统并网运行时，换流站采用定直流电压控制方式，控制中压直流母线电压为额定值，直流变压器控制中压、低压直流母线电压偏差的标幺值相互跟随，等价于控制低压直流母线电压为额定值，所以，并网运行时，直流母线电压为额定值，无电压偏差，光伏工作于最大功率跟踪状态，储能、燃料电池工作于待机状态；所述直流变压器的统一控制方法包括：2.1在电压下垂控制环节的基础上增加移位控制环节得到直流变压器的统一控制方法，集功率控制、中压直流母线电压调节、低压直流母线电压调节功能于一身；2.2计算得到中压直流母线电压与低压直流母线电压偏差的标幺值，二者做差，差值经过PI控制器输出移位电压信号，移动直流变压器的下垂特性曲线，从而自动调节传输功率的大小与方向，最终实现系统的全局功率均衡；2.3系统离网运行时，直流母线电压由光伏、储能、燃料电池单元进行控制，直流电压运行在允许区间范围内，由于直流变压器控制中压直流母线电压与低压直流母线电压偏差的标幺值相等，所以，当一侧电压发生变化时，直流变压器传输相应的功率补偿电压变化侧的功率缺额，两侧母线电压最终稳定在一个新的平衡点，此时，两侧母线上的电压控制单元，共同抑制本侧或另外一侧母线上的功率波动；2.4系统并网运行时，中压直流母线电压由换流站控制在额定值，由于直流变压器控制中压与低压直流母线电压偏差的标幺值相等，所以，低压直流母线电压也为额定值，此时，光伏工作于最大功率跟踪状态，储能、燃料电池工作于待机状态。