[发明专利]含多端光伏发电系统的直流电网电压优化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电系统直流电网电压的控制方法技术领域，尤其涉及一种含多端光伏发电系统的直流电网电压优化控制方法。

背景技术

随着化石能源的日益枯竭以及环境压力的日益增大，我国乃至世界亟待能源结构的战略性调整，以风能、光能等为主的新能源在能源结构中将占到越来越多的比重。在新能源接入方面，直流电网相较于传统的交流电网，具有结构简单、可控性好、输送容量大以及线路成本低等特点，在技术和经济上更具优势，因此直流电网将成为未来电网发展的趋势。

在直流电网中，直流电压是反映系统内功率平衡的唯一指标。目前，对于多端的直流电网系统，常采用电压下垂控制，来达到平衡系统功率的目的。电压下垂控制的基本思想是基于“电压-功率”的下垂特性曲线，通过调节直流电压，来控制功率的大小。该控制方法无需通信，可靠性更高，然而也存在着功率调节后，直流电压出现偏差，无法维持在额定值的问题，对直流电网系统各端的运行造成一定的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种可使含多端光伏发电系统的直流电网电压恢复并保持在额定值的直流电网电压优化控制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种含多端光伏发电系统的直流电网电压优化控制方法，其特征在于包括如下步骤：

当所述直流电网经下垂控制产生电压偏差时，启动电压优化控制，改变联网换流器G-VSC的直流电压-有功功率下垂特性曲线的截距，使所述G-VSC通过增发或吸收功率对直流网络侧电容进行充放电，令直流电压恢复并保持在额定值。

进一步的技术方案在于：电压优化控制通过改变下垂曲线的截距来调节直流电压，其中下垂曲线的截距U^*_{dc_Grid}与联网换流器下垂特性曲线的斜率k_g和联网换流器发出的功率P_Grid0有关，受G-VSC的容量限制，其变化范围表示为：

式中：U^*_{dc_Grid}为联网换流器下垂特性曲线的截距，P_{Grid_min}为联网换流器输出功率的最小值，P_{Grid_max}为联网换流器输出功率的最大值，k_g为下垂特性曲线的斜率。

进一步的技术方案在于：在原联网换流器下垂特性曲线的截距U^*_{dc_Grid}的基础上，增加ΔUⁿ_{dc_Grid}，以实现截距的改变，即可实现电压优化控制，此处的ΔUⁿ_{dc_Grid}为联网换流器直流网络侧额定电压与实际电压的差值经PI控制所得，直流电压额定值Uⁿ_{dc_Grid}取1pu。

进一步的技术方案在于：所述多端光伏发电系统包括六端成环状连接的第一光伏发电系统、第二光伏发电系统、储能装置、交流负荷、直流负荷以及联网换流器。

进一步的技术方案在于：所述的下垂特性曲线表示为：

式中：U_{dc_Grid}为联网换流器直流网络侧电压，P_Grid为联网换流器输出功率，U^*_{dc_Grid}、k_g分别表示联网换流器下垂特性曲线的截距和斜率，U^*_{dc_Grid}取1pu，k_g取0.02pu。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述方法通过电压优化控制，使得经下垂控制发生偏差的电压回到额定值，达到了直流电压无差调节的目的，使得光伏发电系统的运行更稳定。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例所述方法中多端光伏发电系统的原理框图；

图2是本发明实施例所述方法中下垂特性曲线图；

图3是本发明实施例所述方法中电压优化控制方法的原理图；

图4是本发明实施例中现有技术的联网换流器的控制原理框图；

图5是本发明实施例中所述方法的控制原理框图；

图6是通过本发明实施例所述方法进行控制后多端光伏发电系统中各个系统的直流电压图；

图7是本发明实施例所述方法的流程图；