[发明专利]考虑新能源消纳的分布式能源和用户交直流系统管控方法

说明书

本发明提出考虑新能源消纳的分布式能源和用户交直流系统管控方法，包括以下步骤：步骤一，对交直流系统进行初始化，得到初始特征值；步骤二，基于初始特征值，单调递增各管控单元的功率值，计算获取各管控单元的裕度系数；步骤三，根据各管控单元的裕度系数，生成可再生能源波动下各管控单元的调节指令。本发明依赖分散可控的分布式能源、灵活的直流多端互联拓扑以及精准潮流控制，交直流系统能够提供功率均衡以及动态电压互支持等丰富功能，进而降低可再生能源扰动给系统带来的冲击和影响。

技术领域

本发明涉及能源电力领域，尤其涉及一种考虑新能源消纳的分布式能源和用户交直流系统管控方法。

背景技术

随着新能源、新材料以及电力电子技术的快速发展与广泛应用，用户对供电质量、可靠性以及运行效率等要求日益提高，现有交流配电网正面临用电需求多样化、分布式可再生能源规模化接入、潮流协调控制复杂化等多方面的巨大挑战。一方面，配电网中用电设备的形态和数量发生了一定变化，大量电动汽车、储能设备、直流照明等直流用电设备广泛使用；另一方面，光伏、燃料电池等分布式能源如果采用直流接入的方式，可以省去变换环节，提高整体的运行效率。直流设备对电源需求的变化，使得发展直流配电技术成为必然。由于交流设备仍是目前配电网中用电负载的主要形式，直流设备的接入会形成未来长时期交直流负载共存的局面，因此交直流混联配电将成为未来配电的一种重要形式。

其中，直流网中可集成光伏、风电等可再生能源，这些可再生能源可以与储能系统、电动汽车/LED等直流负载接入直流母线，当设备电压等级与直流母线电压等级不匹配时可增设DC/DC变换器进行适配。可再生能源也可以在各换流站处进行集成。这些接入点如果可以进行统一管控，则通过一定的策略可以在保障系统稳定的情况下尽可能地进行可再生能源消纳。

可再生能源可以在多个管控单元处接入，同时，各管控单元也可以在可再生能源波动情况下，通过系统智能策略进行统一协调，充分消纳可再生能源。某一个交直流系统对应的电气结构如图1所示。

其中，某一端换流站作为主站，采用定直流电压控制，为直流网提供恒定的直流电压；剩余的管控单元采取定有功功率控制，接受功率调度、实现系统功率潮流的转移与均衡。

分布式能源和用户交直流系统对应的电路满足：

小信号稳定又称小干扰稳定，当扰动造成的影响足够小，可以对系统的模型进行线性化又不影响分析精度。一般以Δ表示小信号变化量。

写成矩阵的形式，即为模型：

dΔx/dt＝AΔx

Δx是系统状态向量，[Δi_m,Δi_s1,Δi_s2,ΔU_N,ΔU_s1,ΔU_s2]^T,A是系统状态矩阵：