一种直流式互联微网系统及频率与电压控制方法   0    0

本发明公开了一种直流式互联微网系统及频率与电压控制方法，属于电力信息技术领域。系统包括多个子网，子网中设有微源，其特征在于所述微网系统还包括功率控制器，所述子网之间通过变流器和联络线连接，所述功率控制器包括实时测量模块、功率偏差计算模块、偏差功率配置模块和联络线功率控制模块；所述控制方法包括联络线有功功率控制；维持网内无功功率平衡；子网内功率控制。本发明能够实现按照输送计划传送功率；维持网内局部无功功率平衡；实现频率的实时调整；实现电压的实时调整。

1.一种直流式互联微网系统，包括多个子网，子网中设有微源，其特征在于所述微网系统还包括功率控制器，所述子网之间通过变流器和联络线连接，所述功率控制器包括实时测量模块、功率偏差计算模块、偏差功率配置模块和联络线功率控制模块；所述实时测量模块与微源和变流器连接，测量子网中各微源和变流器参数，并将数据送入功率偏差计算模块和联络线功率控制模块；所述功率偏差计算模块与实时测量模块和偏差功率配置模块连接，将微源参数测量值与微源参数参考值比较，计算得累积值，即网内的功率缺额；所述偏差功率配置模块与功率偏差计算模块和微源相连，将计算得到的功率缺额当做新的指令值发送给子网内的各个微源；所述联络线功率控制模块通过控制变流器控制联络线的功率。

2.根据权利要求1所述的一种直流式互联微网系统，其特征在于所述的功率偏差计算模块包括频率偏差计算模块，实时测量模块测量微源的频率，将数据送入频率偏差计算模块，频率偏差计算模块将频率测量值和微源频率参考值比较，计算累积值：
ΔPref,i＝KP,i(fref-fi)+∫KI,i(fref-fi)dt           (3)
其中，ΔPref，i为子网此时的功率缺额，fref为频率参考值；fi为实际频率值；i取值为m、n；KP,i，KI,i分别为功率偏差计算模块中的比例积分系数。

3.根据权利要求1所述的一种直流式互联微网系统，其特征在于所述的功率偏差计算模块包括电压偏差计算模块，实时测量模块测量微源的电压，将数据送入电压偏差计算模块，电压偏差计算模块将电压测量值和微源电压参考值比较，计算累积值：
ΔQref,i＝(KP,vi+KI,vi/s)(UDG,ref-Ui)             (4)
式中UDG,ref为微源额定电压参考值；KP,vi、KI,vi分别为比例积分系数；Ui为实际电压值；
ΔQref，i为子网内的无功功率缺额参考值。

4.根据权利要求1所述的一种直流式互联微网系统，其特征在于所述的子网至少包括一个m网和一个n网，所述的m网包括至少两个可调度的DG和一个不可调度的DG，所述的n网至少包括两个可调度的DG；所述变流器包括送端变流器和受端变流器，m网与送端变流器连接，n网与受端变流器连接，所述送端变流器采用定直流电压控制，受端变流器采用定功率控制。

5.根据权利要求1所述的一种直流式互联微网系统，其特征在于所述的联络线功率控制模块在负荷波动较重时，改变有功功率参考值，实现网间有功功率互动，确保各微网功率平衡，有功功率参考值由式(1)来确定：
P’c,1ref＝Pc,0ref-ΔPq,req              (1)
其中P’c,1ref为受端变流器新的有功功率参考；Pc,0ref为初始有功功率参考值；ΔPq,req为送端微网有功功率缺额值。

6.一种直流式互联微网系统频率与电压控制方法，所述微网系统包括多个子网，子网中设有微源，其特征在于所述微网系统还包括实时测量模块、功率偏差计算模块、偏差功率配置模块和联络线功率控制模块；所述控制方法如下：
联络线有功功率控制：在负荷有功波动时，保持两微网间有功功率计划参考值不变，各微网进行自身调节；在负荷波动较重时，改变有功功率参考值，实现网间有功功率互动；
维持网内无功功率平衡：当子网内发生无功负荷波动时，该负荷由子网内部DG承担，而联络线的无功功率保持为零；若子网内重载无功负荷波动时，受端变流器无功功率参考值改变；
子网内功率控制：
(1)实时测量模块测量微源的参数，并将参数送入功率偏差计算模块；
(2)功率偏差计算模块将测量值与参考值比较作差，并通过比例积分控制器获取相应的累积值，即功率缺额；
(3)将功率缺额进行均分，将均分的功率缺额作为新的指令值发送给子网内的各个微源。

7.根据权利要求6所述的一种直流式互联微网系统频率与电压控制方法，其特征在于所述的实时测量模块测量微源的频率，并将频率送入功率偏差计算模块，功率偏差计算模块将频率测量值与参考值比较作差，差值通过比例积分控制器获取相应的累积值，所述累积值计算方程如下：
ΔPref,i＝KP,i(fref-fi)+∫KI,i(fref-fi)dt          (3)
其中，ΔPref，i为子网此时的功率缺额，fref为频率参考值；fi为实际频率值；i取值为m、n；KP,i，KI,i分别为功率偏差计算模块中的比例积分系数；
所述微源采用下垂控制，将微源的下垂系数当做配置系数对缺额功率进行均分；
偏差功率配置模块将均分的有功功率当做新的指令值发送给子网中各个微源。

8.根据权利要求6所述的一种直流式互联微网系统频率与电压控制方法，其特征在于所述的实时测量模块测量微源的电压，并将电压送入功率偏差计算模块，功率偏差计算模块将电压测量值与参考值比较作差，差值通过比例积分控制器获取相应的累积值，所述累积值计算方程如下：
ΔQref,i＝(KP,vi+KI,vi/s)(UDG,ref-Ui)        (4)
式中UDG,ref为微源额定电压参考值；KP,vi、KI,vi分别为比例积分系数；Ui为实际电压值；
ΔQref，i为子网内的无功功率缺额参考值；将上述的ΔQref，i进行无功均分，并加入加权系数，调压方程如下：
式中αi,Qj为子网中各DG的无功功率配置参数，j＝1、2、3···，该参数选取正比于微源的无功功率容量；kLj与kQj都为权系数；ΔQl,i为子网内无功负荷波动量，ΔQqref,i为子网内的无功功率缺额参考值，ΔQDG,i,j为子网中第j个微源的无功功率缺额参考值，通过偏差功率配置模块将其发送给微源，叠加到微源功率参考值形成新的无功参考值，微源根据新参考值调整。

9.根据权利要求6所述的一种直流式互联微网系统频率与电压控制方法，其特征在于所述的联络线有功功率控制，在负荷波动较重时，改变有功功率参考值，实现网间有功功率互动，确保各微网功率平衡；有功功率参考值由式(1)来确定
P’c,1ref＝Pc,0ref-ΔPq,req            (1)
其中P’c,1ref为受端变流器新的有功功率参考；Pc,0ref为初始有功功率参考值；ΔPq,req为送端微网有功功率缺额值。

10.根据权利要求6所述的一种直流式互联微网系统频率与电压控制方法，其特征在于所述维持网内无功功率平衡，子网内重载无功负荷波动时，对送端微网而言，无功功率参考值Qc，ref为零；受端变流器无功功率参考值改变由式(2)给出：
其中Qc,1ref为新的变流器无功功率参考值；ΔQq,ref为受端微网无功功率缺额；Qc,ref,n为受端微网初始无功功率参考值；QDG,max受端微网内所有DG输出的无功功率最大值；Ql,total为受端微网内无功负载总量。