[发明专利]一种基于并网点潮流的直流配电网线路电压控制方法

说明书

本发明涉及一种直流配电网中基于并网点潮流的线路电压控制方法，属于直流配电网技术领域，过判断直流配电网中负荷与分布式电源变化的大小，根据线路电压分布最优原则，实时改变并网变流器的并网点直流电压参考值。本发明提出的方法简单、有效且可操作，在分析直流配电网的负载和分布式电源的基础上，改变了传统控制模式中恒定并网点电压的变流器控制方法；减小了运行损耗；提高了直流线路电压合格率；进而有效保证了负载和分布式电源变化情况下的可靠接入和系统稳定运行。

技术领域

本发明涉及一种直流配电系统中母线电压稳态控制，更具体的说涉及一种适用于直流配电网根据母线所连接负载或电源的变化情况改变首端变流器电压参考值的控制方法。

背景技术

随着现代电力系统的发展，分布式能源和直流负载的数量逐年增多，而电力电子技术的发展也使得高效率直流配电网的建设成为可能。因此直流配电网具有良好的可行性和应用前景。为了提高系统中线路电压合格率，改变单纯将并网变流器直流母线电压维持某恒定值的做法，使连接变流器的控制更符合特定场景，有效控制直流线路电压分布最优，需改变变流器电压参考值的获取方式。因此，对并网点的潮流进行有效控制非常必要，可根据负载或电源的变化情况，合理调节并网点输出电压。本发明提出了一种基于并网点潮流的直流配电网线路电压控制方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于并网点潮流的直流配电网线路电压控制方法，可进一步实现线路电压分布良好，提高电压质量。本发明提出一种基于并网点潮流的直流配电网线路电压控制方法，包括以下步骤：

步骤1：建立直流配电网均匀分布负荷或电源模型。直流配电网均匀分布负荷或电源模型如下：由于直流配电网负荷分布复杂，难以考虑，可将其按照线路均匀分布进行分析，即单位长度线路上的负荷或电源均分，电源情况与负载类似。

假设均匀分布负载为纯电阻负载且密度为p(W/km),单位长度导线电阻为r0，线路额定电压为UN，则总负载大小为:P＝p·l。

考虑ab中长为dx的任意一段长度近似为0的短线路，则dx上的功率可由集中参数表示为p·dx，线路dx上产生的电压损耗计算公式为：

根据公式1-2，可得线路ab上的电压损耗为：

根据公式3所示，均匀分布电阻负载产生的电压损耗，可用位于均匀负载中央的集中负载(其大小等于总负载)产生的电压损耗代替。

步骤2：获取均匀分布负荷或电源功率变化数据ΔP并计算系统的电压灵敏度δ。所述电压灵敏度为：

且可采用检测装置得到并网负载和分布式电源的功率变化情况，其中，ΔP＞0表示负载功率增大或分布式电源功率减小；ΔP＜0表示负载功率减小或分布式电源功率增大；表示因负载或分布式电源功率变化带来的电压影响忽略不计。

步骤3：结合电压灵敏度δ与功率变化数据ΔP计算并网点所需电压参考值U_a。本发明为了满足线路电压分布最优，通过负载功率变化与电压灵敏度的乘积测算电压损耗变化而改变AC/DC变流器的电压参考值，可达到精准调节直流线路电压的目的。在改变并网点电压参考值时，为使全线路电压合格率更高，电能质量最优，结合电压灵敏度与系统功率变化状况得出并网点所需电压参考值

步骤4：根据U_a的大小调节并网变流器输出直流电压。

进一步的，所述步骤(1)中可知当系统中分布式电源均匀分布时，均匀分布电源产生的电压升高，可用位于均匀电源中央的集中电源(其大小等于总电源)产生的电压升高代替。

所述步骤(4)中并网变流器采用电压电流双闭环结构控制，根据U_a的大小改变并网变流器直流电压输出参考值U_dcref，可实时调节并网点电压趋向U_a，