[发明专利]一种四端直流配电网的孤岛检测和稳定控制方法

说明书

本发明公开了一种四端直流配电网的孤岛检测和稳定控制方法，包括步骤：1)基于开关状态组合的孤岛检测主判据；2)基于无流‑压差复合的孤岛检测辅助判据；3)基于直流变压器和储能协同控制的孤岛稳定控制。本发明将基于开关状态组合的主判据和基于无流‑压差复合的辅助判据相结合，对四端直流配电网的孤岛进行检测，并设计成孤岛检测器；当孤岛检测器检测到孤岛后，对T3的直流变压器和储能进行控制方式的切换，实现孤岛的稳定控制，从而维持整个孤岛电网的稳定运行。

技术领域

本发明涉及直流配电网的技术领域，尤其是指一种四端直流配电网的孤岛检测和稳定控制方法。

背景技术

与交流配电网相比，直流配电系统具有能够就地平滑接入各种分布式电源、实现多电源的合环运行，灵活地进行有功功率的双向流动和控制、改善用户侧电能质量、隔离系统故障等一系列优点。因此，直流配电系统的研究具有重要的社会意义和广泛的应用前景。

目前，对于直流配电网的研究尚处于起步阶段，主要集中在直流配电网的拓扑结构和控制方法上，对直流配电网的孤岛检测和稳定控制方面鲜有研究。所谓孤岛现象是指：当微电网因故障事故或停电维修而从交流配电系统断开时，分布式电源未能即时检测出停电，而继续供电的状态。当孤岛一旦产生将会危及电网输电线路上维修人员的安全；影响配电系统上的保护开关的动作程序，冲击电网保护装置；影响传输电能质量，电力孤岛区域的供电电压将不稳定。另外，由于接入了分布式电源，特别是储能，使直流配电网具备孤岛模式运行能力。而四端直流配电网运行中，为增强重要负载的供电可靠性，可采用双端或单端供电。但在故障或检修时，为保证重要负载的不间断供电，可切换至孤岛模式运行，由分布式电源或储能供电。因此，研究四端直流配电网的孤岛检测和稳定控制对提高其安全性和供电可靠性有重要意义。

本发明提供一种四端直流配电网的孤岛检测和稳定控制方法。首先，提出了基于开关状态组合的主判据和基于无流-压差复合的辅助判据相结合的孤岛综合检测方法，在直流断路器通信延时或失败且四端直流配网有功功率平衡的特殊工况下，实现对孤岛的准确检测。同时，设计了一种基于直流变压器和储能协同控制的孤岛稳定控制策略，维持整个孤岛电网的稳定运行。此外，利用直流变压器和储能的比例参数差异以及定直流电压参考值斜率变化的方法，解决切换过程中直流变压器直流低压侧电压剧烈波动的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种四端直流配电网的孤岛检测和稳定控制方法。针对直流信号中无频率项，而传统孤岛检测方法需要检测频率项，突破传统孤岛检测方式无法应用在四端直流配电网的缺点，提出了一种基于开关状态组合的主判据和基于无流-压差复合的辅助判据相结合的孤岛综合检测方法。该孤岛检测方法在直流断路器通信延时或失败且四端直流配网有功功率平衡的特殊工况下，实现对孤岛的准确检测。本发明还设计了一种基于直流变压器和储能协同控制的孤岛稳定控制策略，当检测到孤岛发生时，直流变压器和储能能及时切换控制方式，从而维持整个孤岛电网的稳定运行。此外，利用直流变压器和储能比例参数差异以及定直流电压参考值斜率变化的方法，解决切换过程中直流变压器直流低压侧电压剧烈波动的问题。