
技术摘要:
本发明公开了一种基于主从控制的自储能多端背靠背柔直系统协调控制方法。包括如下步骤:步骤一:建立协调控制策略整体框架;步骤二:判断直流母线电压波动量是否超过直流母线电压指令值的1%,建立若干种系统运行工况;步骤三:针对步骤二得到的各种系统运行工况,确定 全部
背景技术:
多端背靠背柔直是最新发展的电网柔性控制技术,可实现馈线安全合环运行,精 确调控电网潮流分布,提高供电可靠性和运行经济性。储能技术可将电能转化为其他易于 存储的能力形式进行存储,具有时间维度上的电能转移能力。多端背靠背柔直的“AC-DC- AC”的工作模式也为其与储能单元的深度融合成为了可能。 自储能多端背靠背柔直系统将这两种能量调控技术进行融合统一,可构建“源、 网、荷、储、控”多端柔性互联配电网,更有力地增强多端柔性互联配网的优化控制能力,对 提升分布式能源消纳水平,提高供电可靠性具有重要意义。目前极少有针对自储能多端背 靠背柔直系统控制策略的研究 主从控制是多端柔直系统的经典控制策略,系统运行时,选定一个换流器为主换 流器负责维持系统功率平衡和控制直流电压稳定。但是,该控制策略对主换流器性能提出 了很高的要求,且主换流器对系统传输功率的动态调节能力不足,功率调节裕度受到传输 功率影响,使得直流系统功率波动时,易引起直流母线电压较大的波动,直流电压动态稳定 性较差。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种基于主从控制的自储能多端背靠背柔直系统的直流电 压协调控制策略方法,用以解决现有主从控制策略在系统直流母线电压动态调节过程中的 不足。 为实现上述目的,本发明的方案包括以下内容: 一种基于主从控制的自储能多端背靠背柔直系统协调控制方法,其特征在于包括 如下步骤: 步骤一:建立协调控制策略整体框架; 步骤二:判断直流母线电压波动量是否超过直流母线电压指令值的1%,建立若干 种系统运行工况; 步骤三:针对步骤二得到的各种系统运行工况,确定主换流器、储能DC/DC变换器、 从换流器的详细的协调控制方式。 步骤四:当系统经过调节,从其他工况重新处于直流母线电压波动量小于等于直 流母线电压指令值的1%后,对储能DC/DC变换器进行二次调节。 上述步骤一中建立协调控制策略整体框架,具体过程如下:当自储能多端背靠背 柔直系统处于稳态运行过程时,主换流器定直流电压控制模式维持系统功率平衡和直流电 压稳定,储能DC/DC和从换流器为定功率控制模式;所述稳态运行过程为直流电压波动量小 3 CN 111555335 A 说 明 书 2/7 页 于等于直流母线电压指令值的1%;当系统处于动态调节过程时,储能DC/DC变换器转变定 直流电压控制模式维持功率平衡和抑制直流母线电压波动,主换流器转变为定功率模式, 从换流器为定功率模式。 上述步骤二中建立若干种系统运行工况:具体工况包括: 工况一,直流母线电压波动量小于等于直流母线电压指令值的1%; 工况二,直流母线电压波动超过直流母线电压指令值的1%,但系统功率波动未超 出主换流器的功率调节裕度; 工况三,直流母线电压波动超过直流母线电压指令值的1%,且系统功率波动超出 了主换流器的功率调节裕度; 工况四,主换流器故障退出运行。 上述步骤三中针对步骤二得到的各种系统运行工况,确定主换流器、储能DC/DC变 换器、从换流器的详细的协调控制方式; 每种工况下主换流器的定直流电压控制模式采用定直流电压控制方式,定功率控 制模式采用定功率控制方式,储能DC/DC定直流电压控制模式采用虚拟直流电机控制方式, 定功率控制模式采用定功率控制方式;从换流器控制不同控制模式下采用的控制方式与主 换流器相同。 上述步骤四中,储能DC/DC变换器进行二次调节所需时间大于等于Tmin,Tmin为: 其中,Pess为系统经过动态调节从其他工况重新进入工况一时储能DC/DC仍维持的 传输功率,Δt为主换流器的响应系统功率变化所需要的时间,C为系统直流母线电容,Δ Udc.max为储能二次调节过程允许引起的直流母线电压波动量最大值。 本发明在建立的自储能多端背靠背柔直模型的基础上,提出了一种基于主从控制 的协调控制策略,利用主换流器和储能单元组合应对系统稳态运行和动态调节过程以提升 系统功率的动态调节能力和直流母线电压动态稳定性能。并根据几种典型的系统运行工况 详细设计了系统协调控制过程,使得系统可以有效应对不同的运行工况,安全稳定运行。解 决主从控制及其改进电压裕度控制策略对直流系统功率的动态调节能力不足,系统功率波 动时易引起较大的直流电压波动问题。对储能单元二次调节过程的时间参数进行了整定, 防止储能单元二次调节过程过快而引起直流电压二次波动。仿真验证了所提控制策略的可 行性和有效性。 附图说明 图1是自储能多端背靠背柔直系统拓扑结构。 图2(a)为稳态时系统控制原理图。 图2(b)为暂态时系统控制原理图。 图3是系统各端口控制方式切换原理图。 图4(a)是运行工况二协调控制策略下各端口功率仿真结果。 图4(b)是运行工况二传统裕度控制下各端口功率仿真结果。 图4(c)是运行工况二直流母线电压仿真结果。 4 CN 111555335 A 说 明 书 3/7 页 图5(a)是运行工况三协调控制策略下各端口功率仿真结果。 图5(b)是运行工况三传统裕度控制下各端口功率仿真结果。 图5(c)是运行工况三直流母线电压仿真结果。 图6(a)是运行工况四协调控制策略下各端口功率仿真结果。 图6(b)是运行工况四直流母线电压仿真结果。