[发明专利]一种基于事件驱动的船舶直流电网电压调节方法

说明书

本发明提供的一种基于事件驱动的船舶直流电网电压调节方法，设计建立基于事件驱动的电压响应控制方法，通过对系统机组节点进行事件干扰系数预设定、针对预想事件系统有功缺额计算和计及储能设备功率裕度的功率分配优化组成的在线决策优化环节，减缓了系统受事件干扰时因机组一次调节能力不足而导致的母线电压波动，提升了船舶电力系统的稳定性。本发明在设计功率分配优化环节，以SOC正常工作状态为边界条件进行设计，同时也考虑了EVR储能设备的功率裕度，避免了EVR储能设备的过度充放电，延长了EVR储能设备的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种船舶直流电网母线电压响应控制方法，属于船舶能量管理技术领域。

背景技术

随着电力推进技术的深入研究和大功率脉冲负载的上船应用，直流电力系统已经成为未来船舶电力系统的重要发展方向。母线电压作为衡量船舶直流电力系统的重要指标之一，其稳定程度能够反应系统内电力供需平衡关系。同步相量测量装置(phasormeasurement unit，PMU)作为电力系统重要设备，通过利用GPS秒脉冲作为同步时钟构成的相量测量单元，对系统运行状态进行同步量测，为稳定分析与控制提供高精度数据。

为响应我国碳达峰与碳中和的“双碳”目标，船舶电力系统新能源占比逐步升高，这降低了船舶电力系统的等效惯量，也减少了系统一次调压的资源。同时，由于船舶电力系统存在线路短、容量大，工况变化快等特性，仅依靠柴油或燃气发电机组的一次调节能力已经不足以克服复杂工况对电力系统带来的冲击。所以，针对船舶直流电网的特性，需要采取恰当的策略及控制方法来保证系统安全、稳定和优质运行。

授权公告号为CN105870909B的发明专利提出了一种直流电网电压控制的方法，该方法通过下垂控制计算功率指令。但在该专利中，系数是固定的，无法根据换流站工作特性进行调整。

申请公开号为CN110011363A的中国发明专利申请提出了一种风电集群参与电力系统调频的有功功率分配方法，该方法通过功率波动预测值及均值变化的比较判断各风电集群是否具备参与调节的条件。但在该专利申请中，功率分配不均衡，易造成个别集群反复承担大部分功率调节任务，从而影响设备寿命。

申请公开号为CN109861303A的中国发明专利申请提出了一种含母线电压补偿和负荷功率动态分配的直流微电网协调控制方法，该专利申请公开的方法通过对二次调节的系数进行修正，使得功率调节结果更精准。但该专利申请忽略了对储能系统功率裕度的考虑，易造成储能系统出力能力无法满足系统有功偏差的情况。

发明内容

本发明的目的是：针对船舶直流电网特征，利用PMU的测量特性，当电力系统面对重大事件和复杂工况时，建立基于事件驱动的电压响应控制方法(event-driven voltageresponse，EVR)，减缓母线电压的大幅波动，维持电压稳定，降低系统被迫减载的风险。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种基于事件驱动的船舶直流电网电压调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：实时监测船舶电网运行数据

设定系统的低压减载阈值U_u，并实时监测系统的母线电压U_d、各机组节点的有功功率P_G,m、各负载节点的有功功率P_L,l和各EVR储能设备有功功率出力P_EVR,n，其中，m为系统的机组节点个数，l为系统的负载节点个数，n为系统的EVR储能设备台数，EVR表示基于事件驱动的电压响应；

步骤2：在线地进行功率缺额估计，功率缺额即为EVR需求功率P_EVR,req估计，具体包括以下步骤：