本技術(shù)屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地，涉及構(gòu)網(wǎng)型多端柔性互聯(lián)裝備及基于其的不停電負(fù)荷轉(zhuǎn)供方法。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電能依賴程度的日益加深，電力短缺、饋線失電對(duì)社會(huì)生產(chǎn)生活造成的影響也日益嚴(yán)重。柔性互聯(lián)裝置能夠連接多條饋線以提供備用電力供應(yīng)，是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)供的有效手段。然而，現(xiàn)有的柔性互聯(lián)裝置應(yīng)用于負(fù)荷轉(zhuǎn)供時(shí)仍面臨兩方面難題：（1）現(xiàn)有柔性互聯(lián)裝置大多采用跟網(wǎng)型控制，不具備獨(dú)立構(gòu)建微電網(wǎng)。當(dāng)其連接饋線發(fā)生非計(jì)劃停電時(shí)，需要切換為構(gòu)網(wǎng)型控制從而完成負(fù)荷轉(zhuǎn)供。然而，控制切換需要配電調(diào)度的指令，將不可避免的引起配電網(wǎng)短時(shí)停電，無法實(shí)現(xiàn)不停電負(fù)荷轉(zhuǎn)供。（2）正常運(yùn)行時(shí)，柔性互聯(lián)裝置的一端作為主控單元，運(yùn)行在定直流電壓控制（ udc q控制）來維持裝備的直流電壓穩(wěn)定。當(dāng)主控單元側(cè)連接的饋線非計(jì)劃失電時(shí)，整個(gè)配電網(wǎng)將失穩(wěn)甚至崩潰。因此，傳統(tǒng)的柔性互聯(lián)裝置只能實(shí)現(xiàn)特定饋線的負(fù)荷轉(zhuǎn)供，在實(shí)際運(yùn)行中具有較強(qiáng)的局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本技術(shù)的目的在于提供一種構(gòu)網(wǎng)型多端柔性互聯(lián)裝備及基于其的不停電負(fù)荷轉(zhuǎn)供方法，旨在解決現(xiàn)有的柔性互聯(lián)裝置應(yīng)用于負(fù)荷轉(zhuǎn)供時(shí)無法實(shí)現(xiàn)不停電轉(zhuǎn)供的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本技術(shù)提供了一種構(gòu)網(wǎng)型多端柔性互聯(lián)裝備的不停電負(fù)荷轉(zhuǎn)供系統(tǒng)，包括vsc變流器、儲(chǔ)能單元、雙向dc/dc變流器、電氣傳感器和協(xié)調(diào)控制終端；

3、vsc變流器和雙向dc/dc變流器級(jí)聯(lián)于同一條直流母線；每個(gè)vsc變流器提供三個(gè)低壓交流端口；每個(gè)vsc變流器和雙向dc/dc變流器輸出端均連接有電氣傳感器，儲(chǔ)能單元經(jīng)雙向dc/dc變流器接入直流母線；每個(gè)電氣傳感器均與協(xié)調(diào)控制終端連接；

4、儲(chǔ)能單元和vsc變流器均用于當(dāng)直流母線電壓波動(dòng)小于設(shè)定閾值時(shí)，自發(fā)響應(yīng)直流母線電壓的變化；當(dāng)直流母線電壓波動(dòng)不小于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，響應(yīng)協(xié)調(diào)控制終端發(fā)出的功率指令；

5、vsc變流器為構(gòu)網(wǎng)型控制，用于使vsc變流器并網(wǎng)運(yùn)行，且當(dāng)vsc變流器連接的饋線非計(jì)劃停電時(shí)，使vsc變流器具備電壓源特性；

6、電氣傳感器用于采集vsc變流器和雙向dc/dc變流器的運(yùn)行信息；

7、協(xié)調(diào)控制終端用于采集電氣傳感器發(fā)送的運(yùn)行信息，當(dāng)直流母線電壓波動(dòng)不小于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，自發(fā)地協(xié)調(diào)vsc變流器和雙向dc/dc變流器的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)出功率指令，基于vsc變流器的構(gòu)網(wǎng)型控制，實(shí)現(xiàn)不停電負(fù)荷轉(zhuǎn)供。

8、進(jìn)一步優(yōu)選地，vsc變流器的構(gòu)網(wǎng)型控制中有功功率控制方程為：

9、

10、其中， pref是協(xié)調(diào)控制終端向vsc變流器發(fā)出的功率指令值； k1是一次調(diào)壓控制系數(shù)； j是虛擬慣性系數(shù)； d1是阻尼系數(shù)； ω是vsc變流器輸出電壓的角頻率； ωn是額定角頻率； δ是輸出的vsc變流器調(diào)制電壓相位；為直流母線電壓；為直流母線電壓的額定值；為vsc變流器有功功率的實(shí)際值； t為時(shí)間；

11、vsc變流器的構(gòu)網(wǎng)型控制中無功功率控制方程為：

12、

13、其中， k2是無功控制的積分系數(shù)； qref是協(xié)調(diào)控制終端發(fā)出的無功功率指令； qvsc是vsc變流器輸出的無功功率； d2是電壓偏差系數(shù)； un和 um分別是vsc變流器輸出電壓的額定值和實(shí)際值；為拉普拉斯算子；

14、vsc變流器的三相電壓參考值為：

15、。

16、進(jìn)一步優(yōu)選地，儲(chǔ)能單元的輸出功率參考值為：

17、

18、其中， p*baref為儲(chǔ)能單元輸出功率參考值； pbaref是協(xié)調(diào)控制終端向雙向dc/dc變流器發(fā)出的功率指令值； kdc為直流母線電壓控制系數(shù)。

19、進(jìn)一步優(yōu)選地，雙向dc/dc變流器采用功率外環(huán)及電流內(nèi)環(huán)控制，控制方程為：

20、

21、

22、其中， pba為儲(chǔ)能電池輸出功率； kp1和 ki1為功率外環(huán)的比例系數(shù)和積分系數(shù)； ilref為功率外環(huán)輸出的內(nèi)環(huán)電流參考值； il為流過dc/dc變流器電感的電流實(shí)際值； d為dc/dc變流器占空比； kp2和 ki2為電流內(nèi)環(huán)的比例系數(shù)和積分系數(shù)。

23、進(jìn)一步優(yōu)選地，vsc變流器設(shè)置有三個(gè)。

24、第二方面，基于上述的構(gòu)網(wǎng)型多端柔性互聯(lián)裝備，本技術(shù)提供了相應(yīng)的不停電負(fù)荷轉(zhuǎn)供方法，具體包括以下步驟：

25、步驟一：當(dāng)構(gòu)網(wǎng)型多端柔性互聯(lián)裝備連接的饋線發(fā)生非計(jì)劃停電時(shí)，判斷直流母線電壓波動(dòng)是否小于設(shè)定閾值，若小于，則采用并網(wǎng)運(yùn)行的vsc變流器與儲(chǔ)能單元自發(fā)響應(yīng)直流母線電壓的變化，為失電饋線提供功率支撐；否則轉(zhuǎn)至步驟二；

26、步驟二：基于直流母線電壓與直流母線電壓的額定值，計(jì)算構(gòu)網(wǎng)型多端柔性互聯(lián)裝備的不平衡功率；

27、步驟三：基于構(gòu)網(wǎng)型多端柔性互聯(lián)裝備的不平衡功率，采用協(xié)調(diào)控制終端對(duì)除失電饋線連接的vsc變流器的剩余vsc變流器或雙向dc/dc變流器分配功率指令，對(duì)失電饋線進(jìn)行功率支撐。

28、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟三中構(gòu)網(wǎng)型多端柔性互聯(lián)裝備的不平衡功率為：

29、

30、其中， pub_ref為協(xié)調(diào)控制終端計(jì)算的不平衡功率參考值； kp3和 ki3為不平衡功率計(jì)算環(huán)節(jié)的比例系數(shù)和積分系數(shù)；為直流母線電壓；為直流母線電壓的額定值。

31、進(jìn)一步優(yōu)選地，當(dāng)vsc變流器設(shè)置有三個(gè)時(shí)，步驟四具體為：

32、若檢測到第一饋線非計(jì)劃停電時(shí)，第二饋線和第三饋線在協(xié)調(diào)控制終端的功率指令下共同向第一饋線提供功率支撐，其中，功率指令為：

33、

34、其中， pub_ref為協(xié)調(diào)控制終端計(jì)算的不平衡功率參考值； pref2和 pref3分別為協(xié)調(diào)控制終端向第二vsc變流器和第三vsc變流器發(fā)出的功率指令值； m2和 m3是不平衡功率分配系數(shù)，與第二vsc變流器和第三vsc變流器的端口容量成正比；其中，第二vsc變流器連接在第二饋線上，第三vsc變流器連接在第三饋線上；

35、若檢測到兩條饋線非計(jì)劃停電時(shí)，采用唯一正常運(yùn)行的饋線 j作為功率源，承擔(dān)其他失電饋線的功率支撐；其中，協(xié)調(diào)控制終端向并網(wǎng)運(yùn)行端第 j個(gè)vsc變流器發(fā)出的功率指令為：

36、

37、其中， prefj是協(xié)調(diào)控制終端向第 j個(gè)vsc變流器發(fā)出的功率指令值；其中，第 j個(gè)vsc變流器連接在第 j條饋線上；

38、若檢測到所有饋線非計(jì)劃停電時(shí)，采用儲(chǔ)能單元作為功率源，承擔(dān)失電饋線的功率支撐；其中，協(xié)調(diào)控制終端向dc/dc變流器發(fā)出的功率指令 pbaref為：

39、。

40、總體而言，通過本技術(shù)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：

41、傳統(tǒng)的柔性互聯(lián)裝置通常采用跟網(wǎng)型控制方法，當(dāng)連接饋線非計(jì)劃停電時(shí)，需要在配電調(diào)度的指令下將停電側(cè)的變流器切換為構(gòu)網(wǎng)型控制，不可避免地帶來短時(shí)停電的問題。本技術(shù)所提出的構(gòu)網(wǎng)型多端柔性互聯(lián)裝備所有交流端口均采用構(gòu)網(wǎng)型控制，當(dāng)任何連接饋線失電時(shí)，均無需控制方法切換，即可在失電側(cè)無縫建立微電網(wǎng)；與傳統(tǒng)裝置的轉(zhuǎn)供方法相比，避免了等待配電調(diào)度與控制切換過程，能夠自發(fā)為失電饋線上的負(fù)荷提供穩(wěn)定的電壓和頻率，實(shí)現(xiàn)不停電負(fù)荷轉(zhuǎn)供。

42、傳統(tǒng)柔性互聯(lián)裝置只能實(shí)現(xiàn)特定饋線的負(fù)荷轉(zhuǎn)供，當(dāng)主控單元側(cè)連接饋線或所有連接饋線非計(jì)劃停電時(shí)，整個(gè)裝備將失穩(wěn)甚至崩潰，無法實(shí)現(xiàn)裝備的穩(wěn)定運(yùn)行與負(fù)荷轉(zhuǎn)供；本技術(shù)所提出的負(fù)荷轉(zhuǎn)供方法，能夠通過協(xié)調(diào)控制終端協(xié)調(diào)多個(gè)變流器的輸出功率，處理任何饋線失電工況下的負(fù)荷轉(zhuǎn)供；即使在所有饋線非計(jì)劃停電時(shí)，仍然確保饋線負(fù)荷的不停電轉(zhuǎn)供，提高了裝備的實(shí)用性與系統(tǒng)的供電可靠性。