[发明专利]一种电动汽车负荷转供系统的控制方法

说明书

本发明公开一种电动汽车负荷转供系统的控制方法，属于电力电子领域。本发明在电动汽车负荷转供系统的低压配电台区通信正常时，对电动汽车负荷转供系统实施基于配变容量比例及可用容量限额的下垂控制，在电动汽车负荷转供系统的低压配电台区通信故障时，对电动汽车负荷转供系统实施基于随机因子的后备控制，后者进一步包括当1个低压配电台区通信发生故障时的后备控制和当2个及2个以上低压配电台区同时通信故障时的后备控制。本发明能够实现大规模电动汽车负荷的瞬时接入或脱落配网等暂态运行工况下的负荷平衡及功率互供，在系统通信正常及故障状态下均能实现电动汽车负荷转供系统的稳定运行及电动汽车负荷的优化供电。

技术领域

本发明属于电力电子领域，涉及一种电动汽车负荷转供系统的控制方法。

背景技术

根据能源局文件，2020年我国将建成集中充换电站1.2万座，充电桩达到480万个，满足全国500万辆电动汽车的充电需求，直流充电机预计以年150％的增速快速增加。电动汽车是一种随机性直流负荷，大量电动汽车接入电网充电将显著影响当地的负荷分布情况。

低压配电台区容量如果按传统负荷的容量进行配置，在电动汽车充电高峰低压配电台区将严重过载；如果按传统负荷和电动汽车最大充电容量的总和进行配置，一方面增加设备投资，另一方面在电动汽车充电的低谷，低压配电台区的负载率将过轻影响设备使用效率，而且现阶段大规模扩张城市配电网非常困难，其架空线走廊和地下电缆的空间稀缺，变电站和输电线路扩建成本高昂。总之，提升配电网容纳电动汽车负荷的能力成为政府和电力系统运营商等部门亟需解决的重要问题。

电动汽车负荷转供系统是一种基于多端直流输电(multi terminal directcurrent,MTDC)、柔性控制技术、配网能量管理的复合型技术。利用多个低压配电台区的低压直流组网技术构建电动汽车负荷转供系统，可实现多台区直流负荷的有功互供，在现有交流配电网架构和容量下即可提升电动汽车的接入能力而无需进行交流配电网扩容建设，提高了充电站建设的灵活性。但是，如果直流组网中的低压配电台区出现通信故障，就会影响系统的稳定运行，因此需要对电动汽车负荷转供系统的控制方法进行改进，使其能同时满足系统通信正常及故障状态下的稳定运行需求。

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术在电动汽车负荷转供系统通信故障状态下的不足，提出一种结合随机因子和下垂策略的控制方法。该方法能够保证在直流母线电压稳定的基础上实现大规模电动汽车负荷的瞬时接入或脱落配网等暂态运行工况下的负荷平衡及功率互供，因此在系统通信正常及故障状态下均能实现直流负荷转供系统的稳定运行及电动汽车负荷的优化供电。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：在电动汽车负荷转供系统的低压配电台区通信正常时，对电动汽车负荷转供系统实施基于配变容量比例及可用容量限额的下垂控制，在电动汽车负荷转供系统的低压配电台区通信故障时，对电动汽车负荷转供系统实施基于随机因子的后备控制。

上述技术方案的进一步特征在于，对电动汽车负荷转供系统实施基于配变容量比例及可用容量限额的下垂控制，具体包括以下过程：由电动汽车负荷转供系统的上层运行调度控制器通过接收各低压配电台区的有功功率求和得出直流配网中直流负荷所需总有功功率指令，将总有功功率指令乘以各低压配电台区的容量比例系数得出各低压配电台区的下垂有功功率指令值，发送给各低压配电台区的本地控制器，各低压配电台区的本地控制器通过潮流计算及状态估计得出各低压配电台区的状态估计富余量作为可转供的最大有功功率限值，并将接收到的下垂功率指令值与有功实际值的差值乘以预先设定的下垂系数得到下垂电压偏差量，在可转供的最大有功功率限值的范围内结合下垂电压偏差量对各低压配电台区实施电压电流环控制。

上述技术方案的进一步特征在于，所述对电动汽车负荷转供系统实施基于随机因子的后备控制，包括当1个低压配电台区通信发生故障时的后备控制和当2个及2个以上低压配电台区同时通信故障时的后备控制。