[发明专利]一种计及光伏集群接入的交直潮流断面协调最优控制方法

说明书

一种计及光伏集群接入的交直潮流断面协调最优控制方法：引入开关函数，基于单台换流器的计及非线性特性的交直潮流断面数学模型、动态扩张方法和坐标变换，建立由多台换流器构成的计及非线性特性的交直潮流断面数学模型；构建功率协调最优控制器，实现交直潮流断面传输功率的合理分配和直流母线电压的一次调节；构建电压恢复最优控制器，对直流母线电压进行恢复控制，实现对直流母线电压的二次调节，并改善直流母线电压的动态响应特性。本发明能够快速平抑功率波动，维持交直流混合微网内部功率平衡；在实现对多台并联运行换流器的协调控制的同时，又能保证各换流器具有最优的动态响应特性；既能保证零动态渐进稳定，又能实现换流器动态特性最优控制。

技术领域

本发明涉及一种交直潮流断面控制方法。特别是涉及一种计及光伏集群接入的交直潮流断面协调最优控制方法。

背景技术

随着新能源并网技术的不断发展，越来越多的可再生能源接入电网。光伏、风电等间歇式能源并网以后将会使得网络潮流具有随机性和不确定性，尤其是当光伏等间歇式能源以集群形式并网时，将会使得网络潮流出现较大范围波动，将会加剧系统潮流控制的难度。

微电网作为一种使得大电网更加高效的接纳新能源的有效途径，已经得到广泛的关注。如今，光伏等新能源接入配电网的比例以及直流负荷所占的比重与日俱增，传统的交流微电网难以更好的适应高密度分布式能源的接入。交直流混合微电网兼顾了交流微网和直流微网的优点，能够弥补传统交流微网的不足。交直流混合微电网能够减少能量多级转换中的损耗，可以更充分的考虑光伏等分布式能源的输出特性，更加有效地均衡考虑直流负荷和交流负荷的用电需求，从而更好的实现分布式能源集群接入下“源-网-荷-储”的优化运行与协调控制。

交直流混合微电网包含交流子微网和直流子微网，交直流子微网之间通过AC/DC双向换流器连接，通过AC/DC双向换流器实现混合微网内部功率的跨区传输。多台并联运行的AC/DC双向换流器构成了交直潮流断面。为了实现交直流混合微网内部功率的实时、动态平衡，平抑光伏集群接入带来的功率波动，需要研究潮流断面上多台双向换流器的功率柔性控制技术。通过对多台并列运行的双向换流器的协调控制，实现潮流断面上稳态传输功率的合理分配，暂态过程中动态响应最优。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种考虑光伏集群接入条件下，实现交直潮流断面传输有功功率协调分配，动态响应最优的计及光伏集群接入的交直潮流断面协调最优控制方法。

本发明所采用的技术方案是：一种计及光伏集群接入的交直潮流断面协调最优控制方法，包括如下步骤：

1)引入开关函数，基于单台换流器的计及非线性特性的交直潮流断面数学模型、动态扩张方法和坐标变换，建立由多台换流器构成的计及非线性特性的交直潮流断面数学模型；

2)构建功率协调最优控制器，实现交直潮流断面传输功率的合理分配和直流母线电压的一次调节；

3)构建电压恢复最优控制器，对直流母线电压进行恢复控制，实现对直流母线电压的二次调节，并改善直流母线电压的动态响应特性。

步骤1)具体包括：

(1)在x坐标空间下，对单台换流器的计及非线性特性的交直潮流断面数学模型进行动态扩张，得到换流器的计及非线性特性的交直潮流断面数学模型如下，式中下标k表示第k台换流器：

其中：