[发明专利]一种基于动静态功率解耦的自适应下垂控制方法

说明书

基于动静态功率解耦的自适应下垂控制方法，包括：系统直流母线电压的稳定依靠含储能的直流调节端和交流调节端共同完成；交流调节端AC‑DC变流器采用电压外环控制和电流内环控制；直流调节端DC‑DC变流器采用电压外环控制和电流内环控制；将交流调节端和直流调节端等效为统一的具有延时时间常数τ_v、参考电压为U_dcrefi的可控电压源模型；各调节端变流器的参考电压指令U_dcrefi包括额定电压U_dcnom、一次控制指令U_pi、二次控制指令U_s；一次控制指令U_pi实现系统总扰动功率的动、静态分离和自适应分配；二次控制指令U_s下发到各调节端变流器执行，补偿一次控制引起的直流母线静态电压偏差；按系统性能要求来确定各控制层级的时间常数，再按参数设计步骤依次确定各控制层级参数。

技术领域

本申请涉及电力系统智能配电领域，更具体地说，涉及一种适用于含储能智能软开关(SOP：Soft Open Points)系统的基于动静态功率解耦的自适应下垂控制策略。

背景技术

SOP是以背靠背变流器结构代替传统的联络开关，多应用于低压配电网，具有调节能力强，开关响应速度快，动作成本低，故障影响小等优势。SOP“交-直-交”的运行方式易于集成储能装置，可进一步提高系统的功率调节能力，使系统能够与短路容量较小的弱交流系统甚至无源交流系统相连。SOP系统的稳定性取决于直流母线的功率平衡关系，因此直流电压的协同控制是SOP系统的核心控制问题。目前，典型的协同控制策略有主从控制、直流电压裕度控制和直流电压下垂控制。其中，基于直流电压下垂控制的多层协同控制结构通信要求低，扩展性好，更具竞争力。

含储能SOP系统的直流电压下垂多层协同控制，可分解为交、直流调节端间的功率分配问题和直流储能调节端内部的功率分配问题。在直流调节端内部，一般根据各端的荷电状态(SOC)自适应改变下垂系数，对于直流调节端额定电量相同的SOP系统，SOC均衡效果良好。但是，如果直流调节端的额定电量差异较大，该方法下SOC相同但电量差异较大的直流调节端将承受相同的静态功率，功率分配并不合理。此外，由于功率变流系统(PCS)、电池电量和类型不同，不同调节终端的动态和静态功率能力也不同。因此，需要探索能够将SOP系统的扰动功率解耦为动态分量和静态分量，并合理分配的协同控制方法。

综上所述，如何合理实现多层协同，在各直流调节端和交流调节端合理分配动静态功率是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要克服现有技术上述缺点，提供一种基于动静态功率解耦的自适应下垂控制方法，用于提高含储能SOP系统的动态和静态功率分配性能，提高系统的稳定性和可扩展性。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种基于动静态功率解耦的自适应下垂控制方法，包括：

S11.系统直流母线电压的稳定依靠N个调节端共同完成，其中M个为含储能的直流调节端，其余N-M+1个为交流调节端；

S12.交流调节端中，AC-DC变流器采用电压外环控制和电流内环控制，其中电压环和电流环的响应时间常数分别为τ_{v_ACDC}和τ_{i_ACDC}；

S13.直流调节端中，DC-DC变流器采用电压外环控制和电流内环控制，其中电压环和电流环的响应时间常数分别为τ_{v_DCDC}和τ_{i_DCDC}；

S14.将交流调节端和直流调节端等效为统一的具有延时时间常数τ_v、参考电压为U_dcrefi的可控电压源模型；