本申請(qǐng)屬于電力系統(tǒng)，更具體地，涉及一種多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備及其直流電壓分層控制方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的柔性互聯(lián)裝置多基于兩個(gè)背靠背的電壓源換流器（vsc），實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)間的柔性互聯(lián)與功率互濟(jì)。其中，一個(gè)端口采用直流電壓-有功功率控制，維持柔性互聯(lián)裝備直流電壓的穩(wěn)定；另一個(gè)端口采用有功功率-無(wú)功功率控制控制，通過(guò)控制vsc的輸出電流進(jìn)而控制其輸出功率。然而，隨著電力系統(tǒng)供電可靠性要求的不斷提高，上述傳統(tǒng)柔性互聯(lián)裝置在實(shí)際應(yīng)用中面臨兩方面的難題。一方面，跟網(wǎng)型控制的柔性互聯(lián)裝置依賴(lài)于電網(wǎng)給定的電壓和頻率，無(wú)法在主網(wǎng)故障后獨(dú)立構(gòu)建微電網(wǎng)；另一方面，基于主從控制結(jié)構(gòu)的柔性互聯(lián)裝備在主換流器側(cè)發(fā)生故障或退出運(yùn)行后，整個(gè)裝備的直流電壓將失去穩(wěn)定甚至崩潰。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本申請(qǐng)的目的在于提供一種多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的跟網(wǎng)型控制的柔性互聯(lián)裝置依賴(lài)于電網(wǎng)給定的電壓和頻率，無(wú)法在主網(wǎng)故障后獨(dú)立構(gòu)建微電網(wǎng)的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備，包括：

3、換流器、儲(chǔ)能單元和控制單元；

4、換流器包括雙向dc/dc換流器和多個(gè)ac/dc換流器，每個(gè)ac/dc換流器連接一條饋線，雙向dc/dc換流器的低壓側(cè)接入儲(chǔ)能單元，換流器的直流側(cè)級(jí)聯(lián)，并接入同一條直流母線，控制單元用于在任一饋線非計(jì)劃停電時(shí)，控制多個(gè)ac/dc換流器為各饋線上的負(fù)荷供電。

5、在一些實(shí)施例中，還包括：

6、與ac/dc換流器連接的直流電容器，在多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備的直流電壓因多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備內(nèi)部的直流功率不平衡而發(fā)生波動(dòng)的情況下，直流電容器用于對(duì)直流電壓進(jìn)行慣性調(diào)節(jié)；

7、相應(yīng)地，儲(chǔ)能單元用于對(duì)直流電壓進(jìn)行慣性調(diào)節(jié)。

8、在一些實(shí)施例中，在直流電壓達(dá)到直流電壓額定值之前，儲(chǔ)能單元用于：

9、調(diào)節(jié)其輸出功率，對(duì)直流電壓進(jìn)行一次電壓調(diào)節(jié)；

10、相應(yīng)地，ac/dc換流器用于調(diào)節(jié)其輸出功率，對(duì)直流電壓進(jìn)行一次電壓調(diào)節(jié)。

11、在一些實(shí)施例中，在直流電壓與直流電壓額定值之間的偏差的絕對(duì)值大于控制單元設(shè)定的電壓死區(qū)的情況下，控制單元用于對(duì)直流電壓進(jìn)行二次電壓調(diào)節(jié)。

12、在一些實(shí)施例中，在多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備的直流電壓因多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備內(nèi)部的直流功率不平衡而發(fā)生波動(dòng)的情況下，直流電容器還用于放電或吸收電能，對(duì)直流電壓進(jìn)行慣性調(diào)節(jié)，相應(yīng)地，儲(chǔ)能單元還用于根據(jù)第一控制信號(hào)，對(duì)直流電壓進(jìn)行慣性調(diào)節(jié)，第一控制信號(hào)根據(jù)dc/dc換流器的控制策略生成。

13、在一些實(shí)施例中，在直流電壓達(dá)到直流電壓額定值之前，儲(chǔ)能單元還用于根據(jù)第一控制信號(hào)自發(fā)增加其輸出功率，對(duì)直流電壓進(jìn)行一次電壓調(diào)節(jié)，相應(yīng)地，ac/dc換流器用于根據(jù)第二控制信號(hào)自發(fā)減小其對(duì)應(yīng)的輸出功率，對(duì)直流電壓進(jìn)行一次電壓調(diào)節(jié)，第二控制信號(hào)根據(jù)ac/dc換流器的控制策略生成。

14、在一些實(shí)施例中，在直流電壓與直流電壓額定值之間的偏差的絕對(duì)值大于控制單元設(shè)定到的電壓死區(qū)的情況下，控制單元還用于：

15、根據(jù)偏差，獲取直流母線處的功率偏差參考值；

16、根據(jù)并網(wǎng)運(yùn)行的各ac/dc換流器的額定容量，確定并網(wǎng)運(yùn)行的各ac/dc換流器需要承擔(dān)的直流母線處的功率偏差參考值部分；

17、根據(jù)并網(wǎng)運(yùn)行的各ac/dc換流器需要承擔(dān)的直流母線處的功率偏差部分，確定向并網(wǎng)運(yùn)行的各ac/dc換流器發(fā)送的有功功率指令值，以對(duì)直流電壓進(jìn)行二次電壓調(diào)節(jié)。

18、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本申請(qǐng)的目的在于提供一種多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備直流電壓分層控制方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的基于主從控制結(jié)構(gòu)的柔性互聯(lián)裝備在主換流器側(cè)發(fā)生故障或退出運(yùn)行后，整個(gè)裝備的直流電壓將失去穩(wěn)定的問(wèn)題。

19、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備直流電壓分層控制方法，應(yīng)用于如第一方面或第一方面的任一項(xiàng)實(shí)施例所描述的多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備，包括：

20、在多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備的直流電壓因多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備內(nèi)部的直流功率不平衡而發(fā)生波動(dòng)的情況下，通過(guò)多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備內(nèi)部的直流電容器和儲(chǔ)能單元，對(duì)直流電壓進(jìn)行慣性調(diào)節(jié)；

21、在直流電壓達(dá)到直流電壓額定值之前，通過(guò)儲(chǔ)能單元和多個(gè)ac/dc換流器自發(fā)調(diào)整其輸出功率，對(duì)直流電壓進(jìn)行一次電壓調(diào)節(jié)；

22、在直流電壓與直流電壓額定值之間的偏差的絕對(duì)值大于控制單元設(shè)定的電壓死區(qū)的情況下，通過(guò)控制單元對(duì)直流電壓進(jìn)行二次電壓調(diào)節(jié)。

23、第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電子設(shè)備，包括：至少一個(gè)存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)程序；至少一個(gè)處理器，用于執(zhí)行存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的程序，當(dāng)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的程序被執(zhí)行時(shí)，處理器用于執(zhí)行第二方面或第二方面的任一些實(shí)施例所描述的方法。

24、第四方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序在處理器上運(yùn)行時(shí)，使得處理器執(zhí)行第二方面或第二方面的任一些實(shí)施例所描述的方法。

25、第五方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在處理器上運(yùn)行時(shí)，使得處理器執(zhí)行第二方面或第二方面的任一些實(shí)施例所描述的方法。

26、總體而言，通過(guò)本申請(qǐng)所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

27、本申請(qǐng)?zhí)峁┑亩喽藰?gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備具備并離網(wǎng)運(yùn)行能力，在所連接的饋線非計(jì)劃停電后，通過(guò)控制中心控制多個(gè)ac/dc換流器為各饋線上的負(fù)荷供電，以形成局部微電網(wǎng)，自發(fā)地建立穩(wěn)定的電壓和頻率，實(shí)現(xiàn)在主網(wǎng)故障后獨(dú)立構(gòu)建微電網(wǎng)。本申請(qǐng)所提出的多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備直流電壓分層控制方法包含慣性調(diào)節(jié)、一次電壓調(diào)節(jié)和二次電壓調(diào)節(jié)三個(gè)部分，在直流電壓發(fā)生波動(dòng)后：儲(chǔ)能單元和直流電容可以通過(guò)慣性調(diào)節(jié)抵抗直流電壓的快速變化；儲(chǔ)能單元和vsc（即ac/dc換流器）可以通過(guò)一次電壓調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)改變其輸出功率，從而參與多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備的直流電壓調(diào)節(jié)；二次電壓調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)則用于實(shí)現(xiàn)直流電壓的無(wú)差調(diào)節(jié)。多個(gè)換流器共同參與多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備的直流電壓控制，避免了多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備對(duì)于單一換流器運(yùn)行狀態(tài)的過(guò)度依賴(lài)，在任一換流器側(cè)發(fā)生故障或退出運(yùn)行后，仍能夠維持直流電壓穩(wěn)定。

技術(shù)特征：

1.一種多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備，其特征在于，還包括：

3.如權(quán)利要求1所述的多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備，其特征在于，在所述直流電壓達(dá)到直流電壓額定值之前，所述儲(chǔ)能單元用于：

4.如權(quán)利要求1所述的多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備，其特征在于，在所述直流電壓與所述直流電壓額定值之間的偏差的絕對(duì)值大于所述控制單元設(shè)定的電壓死區(qū)的情況下，所述控制單元用于對(duì)所述直流電壓進(jìn)行二次電壓調(diào)節(jié)。

5.如權(quán)利要求2所述的多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備，其特征在于，在所述多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備的直流電壓因所述多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備內(nèi)部的直流功率不平衡而發(fā)生波動(dòng)的情況下，所述直流電容器還用于放電或吸收電能，對(duì)所述直流電壓進(jìn)行慣性調(diào)節(jié)，相應(yīng)地，所述儲(chǔ)能單元還用于根據(jù)第一控制信號(hào)，對(duì)所述直流電壓進(jìn)行慣性調(diào)節(jié)，所述第一控制信號(hào)根據(jù)所述dc/dc換流器的控制策略生成。

6.如權(quán)利要求3所述的所述的多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備，其特征在于，在所述直流電壓達(dá)到直流電壓額定值之前，所述儲(chǔ)能單元還用于根據(jù)第一控制信號(hào)自發(fā)增加其輸出功率，對(duì)所述直流電壓進(jìn)行一次電壓調(diào)節(jié)，相應(yīng)地，所述ac/dc換流器用于根據(jù)第二控制信號(hào)自發(fā)減小其對(duì)應(yīng)的輸出功率，對(duì)所述直流電壓進(jìn)行一次電壓調(diào)節(jié)，所述第二控制信號(hào)根據(jù)所述ac/dc換流器的控制策略生成。

7.如權(quán)利要求4所述的所述的多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備，其特征在于，在所述直流電壓與所述直流電壓額定值之間的偏差的絕對(duì)值大于所述控制單元設(shè)定到的電壓死區(qū)的情況下，所述控制單元還用于：

8.一種多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備直流電壓分層控制方法，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-7任一所述的多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備，包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在處理器上運(yùn)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行如權(quán)利要求8所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備及其直流電壓分層控制方法。傳統(tǒng)的柔性互聯(lián)裝置基于跟網(wǎng)型控制，無(wú)法在主網(wǎng)失電后主動(dòng)構(gòu)建電網(wǎng)頻率和電壓。本申請(qǐng)所構(gòu)建的多端構(gòu)網(wǎng)型柔性互聯(lián)裝備具備并離網(wǎng)運(yùn)行能力，在所連接的饋線非計(jì)劃停電后，通過(guò)控制中心控制多個(gè)AC/DC換流器為各饋線上的負(fù)荷供電，以形成局部微電網(wǎng)，自發(fā)地建立穩(wěn)定的電壓和頻率，實(shí)現(xiàn)在主網(wǎng)故障后獨(dú)立構(gòu)建微電網(wǎng)。

技術(shù)研發(fā)人員：于懿蘭,尚磊,董旭柱,鄭許林,柏晶晶,黃海泉,王媛媛,丁浩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15