基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法、装置和设备与流程

本申请涉及直流配电网技术领域，尤其涉及一种基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法、装置和设备。

背景技术：

随着城市规模的迅速增长和信息技术的高速发展，电网中的敏感负荷、重要负荷及非线性负荷越来越多，交流配电网面临着线路损耗大、供电走廊紧张，以及电压瞬时跌落、电压波动、电网谐波、三相不平衡现象加剧等一系列电能质量问题。而直流配电网具有能够就地平滑接入各种分布式电源、灵活地进行功率的双向流动和控制、提高供电容量、改善用户侧电能质量、隔离系统故障等一系列优点，因此，对直流配电网系统的研究具有重要的意义和应用前景。

目前的直流配电网的拓扑结构主要有两端或多端结构、环网结构和辐射型结构，而星型拓扑结构属于辐射型结构，是广泛而又首选的网络拓扑结构之一。基于星型拓扑结构的直流配电网属于集中控制结构，具有便于控制和管理、故障诊断和隔离容易、网络延迟时间较小、传输误差较低等优点。针对不同的直流配电网拓扑结构，其运行模式均有区别，其启动和停运控制策略是存在差异的。而针对星型拓扑结构的直流配电网的启停控制策略，目前并未进入深入研究，2016年《中国电机工程学报》中公开的一种适用于柔性直流配电网的电压控制策略中，也只是对两端、多端和环网结构的拓扑结构的直流配电网进行电压控制策略的分析，并没有对星型拓扑结构的直流配电网进行启停策略分析，而对于星型拓扑结构的直流配电网来说，启停控制对该系统的稳定和安全有着至关重要的作用，因此，对星型拓扑结构的直流配电网进行启停控制策略研究是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本申请提供了一种基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法、装置和设备，用于提高星型拓扑结构的直流配电网的运行稳定性和可靠性。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法，应用于由第一一端口电路、第二一端口电路、第三一端口电路和第四一端口电路构成的星型拓扑结构的直流配电网系统，包括以下步骤：

101、在接收到电网的启动指令时，依次启动所述第一一端口电路、所述第二一端口电路、所述第三一端口电路和所述第四一端口电路；

102A、在接收到正常停止指令时，将所述第一一端口电路、所述第二一端口电路、所述第三一端口电路和所述第四一端口电路中的所有换流器的功率按预置斜率降低至零，闭锁所有所述换流器，并断开各一端口电路的交流断路器和直流断路器，使得所述直流配电网系统正常停运；

102B、在接收到紧急停止指令时，将所述第一一端口电路、所述第二一端口电路、所述第三一端口电路和所述第四一端口电路中的所有换流器的功率置零，闭锁所有所述换流器，并断开各一端口电路的交流断路器和直流断路器，使得所述直流配电网系统紧急停运。

优选地，步骤101具体包括：

1011、将所述第一一端口电路的换流器的控制模式配置为定Udc-Q控制模式，所述第二一端口电路的第二换流器和所述第三一端口电路的换流器的控制模式均配置为定P-Q控制模式，所述第四一端口电路的直流变压器的控制模式配置为定直流低压控制模式；

1012、闭合所述第一一端口电路、所述第二一端口电路和所述第三一端口电路的充电回路开关，通过交流系统对直流网络进行不可控整流充电，在所述不可控整流充电完成后，控制配置为所述定Udc-Q控制模式的所述第一一端口电路解锁启动；

1013、当所述第一一端口电路的直流电压达到预置参考值后，依次解锁所述定P-Q控制模式的所述第二一端口电路和所述第三一端口电路，闭合所述第一一端口电路、所述第二一端口电路和所述第三一端口电路的主开关，将所述充电回路开关旁路，提升所述第二一端口电路和所述第三一端口电路的有功功率；

1014、当所述第二一端口电路和所述第三一端口电路的有功功率达到预置功率值之后，启动所述第四一端口电路，提升所述直流电压器低压侧直流电压，使得所述直流电压器按所述定直流低压控制模式运行；

1015、闭合所述第四一端口电路的主开关，解锁所述第四一端口电路的储能装置、光伏装置、充电装置、交流负载和直流负载开关的并网换流器，所述储能装置、所述光伏装置、所述充电装置、所述交流负载和所述直流负载开关的所述并网换流器按既定控制模式运行。

优选地，步骤103A具体包括：

A1、若接收到正常停止指令，将所述正常停止指令发送至所述直流配电网的各功率可控端的换流器，使得各功率可控端的所述换流器根据预置斜率将功率下降至零；

A2、将各功率可控端的所述换流器闭锁；

A3、断开各端口电路的交流断路器和直流断路器。

优选地，步骤103B具体包括：

B1、若接收到紧急停止指令，将所述紧急停止指令发送至所述直流配电网的各功率可控端的换流器，使得各功率可控端的所述换流器将功率直接置零；

B2、将各功率可控端的所述换流器闭锁；

B3、断开各端口电路的交流断路器和直流断路器。

优选地，所述储能装置的并网换流器为双向DC-DC换流器，控制模式为定功率控制模式。

优选地，所述光伏装置的并网换流器为功率指向直流系统的单向Boost换流器，控制模式为定直流电压控制模式，以实现光伏阵列的最大功率跟踪。

优选地，所述充电装置的并网换流器为功率指向电池Boost斩波换流器，控制模式为定功率控制模式。

优选地，所述交流负载的并网换流器为桥式逆变器结构，控制模式为V-F控制模式。

本申请第二方面还提供了一种基于星型拓扑结构的直流配电网启停装置，在由第一一端口电路、第二一端口电路、第三一端口电路和第四一端口电路构成的星型拓扑结构的直流配电网系统中应用，包括以下模块：

正常启动模块，用于在接收到电网的启动指令时，依次启动所述第一一端口电路、所述第二一端口电路、所述第三一端口电路和所述第四一端口电路；

正常停运模块，用于在接收到正常停止指令时，将所述第一一端口电路、所述第二一端口电路、所述第三一端口电路和所述第四一端口电路中的所有换流器的功率按预置斜率降低至零，闭锁所有所述换流器，并断开各一端口电路的交流断路器和直流断路器，使得所述直流配电网系统正常停运；

紧急停运模块，用于在接收到紧急停止指令时，将所述第一一端口电路、所述第二一端口电路、所述第三一端口电路和所述第四一端口电路中的所有换流器的功率置零，闭锁所有所述换流器，并断开各一端口电路的交流断路器和直流断路器，使得所述直流配电网系统紧急停运。

本申请第三方面还提供了一种基于星型拓扑结构的直流配电网启停设备，所述设备包括处理器以及存储器；

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面所述的基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请中，提供了一种基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法，用于在由第一一端口电路、第二一端口电路、第三一端口电路和第四一端口电路构成的星型拓扑结构的直流配电网系统，包括以下步骤：101、在接收到电网的启动指令时，依次启动第一一端口电路、第二一端口电路、第三一端口电路和第四一端口电路；102A、在接收到正常停止指令时，将第一一端口电路、第二一端口电路、第三一端口电路和第四一端口电路中的所有换流器的功率按预置斜率降低至零，闭锁所有换流器，并断开各一端口电路的交流断路器和直流断路器，使得直流配电网系统正常停运；102B、在接收到紧急停止指令时，将第一一端口电路、第二一端口电路、第三一端口电路和第四一端口电路中的所有换流器的功率置零，闭锁所有换流器，并断开各一端口电路的交流断路器和直流断路器，使得直流配电网系统紧急停运。

本申请提供的基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法，在接收到电网的启动指令时，依次启动第一一端口电路、第二一端口电路、第三一端口电路和第四一端口电路，当接收到正常停止指令时，通过调整所有换流器的功率按照预置斜率下降至零，闭锁所有换流器，断开各端的交流断路器和直流断路器，实现对整个直流配电网的正常停运，当接收到紧急停止指令时，通过调整换流器功率直接置零，闭锁所有换流器，断开各端的交流断路器和直流断路器，实现对整个直流配电网的紧急停运，在正常停运时采取按斜率降功率的方式平缓停运，在紧急停运时，直接将换流器的功率置零，实现了紧急情况下的快速停运，提高了星型拓扑结构的直流配电网的运行稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本申请提供的一种基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法的一个实施例的流程示意图；

图2为本申请提供的一种基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法的另一个实施例的流程示意图；

图3为本申请提供的一种基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法的再一个实施例的流程示意图

图4为本申请提供的一种基于星型拓扑结构的直流配电网启停装置的一个实施例的结构示意图；

图5为本申请实施例中提供的星型拓扑结构的直流配电网的系统架构图；

图6为本申请实施例中提供的对图4中的系统架构图在RTDS仿真平台上搭建的仿真系统结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请实施例中提供的基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法应用于由第一一端口电路T1、第二一端口电路T2、第三一端口电路T3和第四一端口电路T4构成的星型拓扑结构的直流配电网系统的控制方法，本领域技术人员可以在本申请实施例的基础上不付出劳动性创造的情况下将本申请实施例提供的方法应用在基于同样架构的星型直流配电网系统中，本申请实施例中提供的星型拓扑结构的直流配电网系统架构图如图5所示，仿真图如图6所示，第一一端口电路T1包括：第一交流电网ACgrid1、第一交流母线#6、第一变压器TM1、第一交流断路器ACCB1和第一换流器MMC-VSC1；第二一端口电路T2包括：第二交流电网Acgrid2、第二交流母线#7、第二变压器TM2、第二交流断路器ACCB2和第二换流器MMC-VSC2；第三一端口电路T3包括：第三交流电网Acgrid3、第三交流母线#8、第三变压器TM3、第三交流断路器ACCB3和第三换流器MMC-VSC3；第四一端口电路T4包括：直流变压器DCSST、第八直流断路器DCCB8、第九直流断路器DCCB9、第十直流断路器DCCB10、第十一直流断路器DCCB11、第十二直流断路器DCCB12、第一DC/DC变换器C1、第二DC/DC变换器C2、第三DC/DC变换器C3、AC/DC变换器C4、直流母线#5、光伏、储能、充电装置、直流负载和交流负载。

第一直流断路器DCCB1的一端依次经第一直流线路L1、第一直流母线#1、第四直流断路器DCCB4、第一换流器MMC-VSC1、第一交流断路器ACCB1、第一交流母线#6、第一变压器TM1与第一交流电网ACgrid1连接，其另一端与中心节点Node1连接；第二直流断路器DCCB2的一端依次经第二直流线路L2、第二直流母线#2、第五直流断路器DCCB5、第二换流器MMC-VSC2、第二交流断路器ACCB2、第二交流母线#7、第二变压器TM2与第二交流电网ACgrid2连接，其另一端与中心节点Node1连接；第三直流断路器DCCB3的一端依次经第三直流线路L3、第三直流母线#3、第六直流断路器DCCB6、第三换流器MMC-VSC3、第三交流断路器ACCB3、第三交流母线#8、第三变压器TM3与第三交流电网ACgrid3连接，其另一端与中心节点Node1连接；直流变压器DCSST的高压侧依次经第七直流断路器DCCB7、第四直流母线#4与第三直流线路L3进行T接，其低压端与第五直流母线#5连接；光伏依次经第一DC/DC变换器C1、第八直流断路器DCCB8与第5直流母线#5连接；充电桩依次经第二DC/DC变换器C2、第九直流断路器DCCB9与第5直流母线#5连接；储能依次经第三DC/DC变换器C3、第十直流断路器DCCB10与第5直流母线#5连接；直流负载经第十一直流断路器DCCB11与第5直流母线#5连接；交流负载依次经AC/DC变换器C4、第十二直流断路器DCCB12与第5直流母线#5连接。

为了便于理解，请参阅图1，本申请提供的一种基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法的一个实施例，包括以下步骤：

步骤101、在接收到电网的启动指令时，依次启动第一一端口电路T1、第二一端口电路T2、第三一端口电路T3和第四一端口电路T4。

需要说明的是，本申请实施例中，通过直流配电网系统级控制器设定各端换流器的控制模式，在接收到电网的启动指令时，按照先启动第一一端口电路T1，再启动第二一端口电路T2，接着启动第三一端口电路T3，最后启动第四一端口电路T4的顺序，对直流配电网的正常启动模式进行有序控制，从而实现对整个直流配电网的稳定有序启动。

步骤102A、在接收到正常停止指令时，将第一一端口电路、第二一端口电路、第三一端口电路和第四一端口电路中的所有换流器的功率按预置斜率降低至零，闭锁所有换流器，并断开各一端口电路的交流断路器和直流断路器，使得直流配电网系统正常停运。

需要说明的是，本申请实施例中，当系统接收到的停运指令是正常停止指令时，控制第一一端口电路、第二一端口电路、第三一端口电路和第四一端口电路中的所有换流器的功率按预置斜率降低至零，然后闭锁所有换流器，并断开各端口电路的交流断路器和直流断路器，使得整个直流配电网能够实现平稳停运。

步骤102B、在接收到紧急停止指令时，将第一一端口电路、第二一端口电路、第三一端口电路和第四一端口电路中的所有换流器的功率置零，闭锁所有换流器，并断开各一端口电路的交流断路器和直流断路器，使得直流配电网系统紧急停运。

需要说明的是，本申请实施例中，在系统接收到的停运指令是紧急停止指令，说明系统处于危险状态，需要紧急停运，此时控制第一一端口电路T1、第二一端口电路T2、第三一端口电路T3和第四一端口电路T4中的所有换流器的功率直接置零，然后闭锁所有换流器，并断开各端口电路的交流断路器和直流断路器，使得整个直流配电网能够实现快速停运，避免停运不及时导致安全风险。

本申请实施例中提供的基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法，在接收到电网的启动指令时，依次启动第一一端口电路、第二一端口电路、第三一端口电路和第四一端口电路，当接收到正常停止指令时，通过调整所有换流器的功率按照预置斜率下降至零，闭锁所有换流器，断开各端的交流断路器和直流断路器，实现对整个直流配电网的正常停运，当接收到紧急停止指令时，通过调整换流器功率直接置零，闭锁所有换流器，断开各端的交流断路器和直流断路器，实现对整个直流配电网的紧急停运，在正常停运时采取按斜率降功率的方式平缓停运，在紧急停运时，直接将换流器的功率置零，实现了紧急情况下的快速停运，提高了星型拓扑结构的直流配电网的运行稳定性和可靠性。

为了便于理解，请参阅图2，本申请提供的一种基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法的另一个实施例，包括以下步骤：

步骤201、将第一一端口电路的换流器的控制模式配置为定Udc-Q控制模式，第二一端口电路的第二换流器和第三一端口电路的换流器的控制模式均配置为定P-Q控制模式，第四一端口电路的直流变压器的控制模式配置为定直流低压控制模式。

需要说明的是，本申请实施例中，基于星型拓扑结构的直流配电网在运行时，第一一端口电路T1的第一换流器MMC-VSC1采用定直流电压和无功功率控制方式，即采用定Udc-Q控制模式，第二一端口电路T2的第二换流器MMC-VSC2采用定有功功率和无功功率控制方式，即定P-Q控制模式，第三一端口电路T3的第三换流器MMC-VSC3采用定有功功率和无功功率控制方式，即定P-Q控制模式，第四一端口电路T4直流变压器采用定低压直流电压控制方式。

步骤202、闭合第一一端口电路、第二一端口电路和第三一端口电路的充电回路开关，通过交流系统对直流网络进行不可控整流充电，在不可控整流充电完成后，控制配置为定Udc-Q控制模式的第一一端口电路解锁启动。

需要说明的是，本申请实施例中，配置好各电路的控制模式之后，首先需要闭合第一一端口电路T1、第二一端口电路T2和第三一端口电路T3的充电回路开关，即辅助开关，交流系统向第一换流器MMC-VSC1、第二换流器MMC-VSC2和第三换流器MMC-VSC3进行不可控整流充电，直流配电网的电压被提升。

步骤203、当第一一端口电路的直流电压达到预置参考值后，依次解锁定P-Q控制模式的第二一端口电路和第三一端口电路，闭合第一一端口电路、第二一端口电路和第三一端口电路的主开关，将充电回路开关旁路，提升第二一端口电路和第三一端口电路的有功功率。

需要说明的是，在步骤202中直流配电网的电压被提升的过程中，在某时刻(13s)电压提升到0.7Pu，第一一端口电路T1端控制器阀控解锁，第一一端口电路T1端带着第二一端口电路T2和第三一端口电路T3提升直流电压1Pu之后，合上第一一端口电路T1的主开关，解锁第二一端口电路T2和第三一端口电路T3的第二换流器MMC-VSC2和第三换流器MMC-VSC3，然后合上第二一端口电路T2和第三一端口电路T3的主开关，系统进入空载运行阶段，第二一端口电路T2开始按既定斜率提升功率到0.4Pu，第三一端口电路T3提升功率到0.2Pu，第一一端口电路T1、第二一端口电路T2和第三一端口电路T3稳定运行。

步骤204、当第二一端口电路和第三一端口电路的有功功率达到预置功率值之后，启动第四一端口电路，提升直流电压器低压侧直流电压，使得直流电压器按定直流低压控制模式运行。

步骤205、闭合第四一端口电路的主开关，解锁第四一端口电路的储能装置、光伏装置、充电装置、交流负载和直流负载开关的并网换流器，储能装置、光伏装置、充电装置、交流负载和直流负载开关的并网换流器按既定控制模式运行。

需要说明的是，当第一一端口电路T1端建立直流电压之后，第四一端口电路T4端闭合高压侧开关，通过充电电阻对直流变压器高压侧电容进行充电，建立直流电压，直流变压器控制器解锁直流变压器高压/低压侧换流，直流变压器低压按斜率进行充电，将直流变压器电压充电至1Pu。充电完成后，合上低压侧开关，直流低压侧母线为±0.375kV，然后储能控制器解锁其并网换流器，储能按斜率将注入直流低压母线的功率提升到1MW。同时光伏控制器解锁其并网换流器，通过最大功率跟踪算法，控制光伏阵列注入直流电网的功率达到0.7MW。直流负荷通过直流断路器并入直流变压器低压母线，功率为0.5MW。交流负载并网控制器控制三相桥式逆变器交流侧电压按斜率提升有效值，从直流电网吸收0.5MW的有功功率。最后，充电桩控制器解锁其并网逆变器，按斜率提升充电功率达到1MW。至此，整个直流配电网完成了启动和功率提升过程，整个星型直流配电网进入稳定运行状态。

步骤206A、在接收到正常停止指令时，将第一一端口电路、第二一端口电路、第三一端口电路和第四一端口电路中的所有换流器的功率按预置斜率降低至零，闭锁所有换流器，并断开各一端口电路的交流断路器和直流断路器，使得直流配电网系统正常停运。

需要说明的是，本申请实施例中，步骤206A与第一个实施例中的步骤102A一致，在此不再进行赘述。

步骤206B、在接收到紧急停止指令时，将第一一端口电路、第二一端口电路、第三一端口电路和第四一端口电路中的所有换流器的功率置零，闭锁所有换流器，并断开各一端口电路的交流断路器和直流断路器，使得直流配电网系统紧急停运。

需要说明的是，本申请实施例中，步骤206B与第一个实施例中的步骤102B一致，在此不再进行赘述。

为了便于理解，请参阅图3，本申请中提供的一种基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法的第三个实施例，包括：

步骤301、将第一一端口电路的换流器的控制模式配置为定Udc-Q控制模式，第二一端口电路的第二换流器和第三一端口电路的换流器的控制模式均配置为定P-Q控制模式，第四一端口电路的直流变压器的控制模式配置为定直流低压控制模式。

需要说明的是，本申请实施例中的步骤301与第二个实施例中的步骤201一致，在此不再进行赘述。

步骤302、闭合第一一端口电路、第二一端口电路和第三一端口电路的充电回路开关，通过交流系统对直流网络进行不可控整流充电，在不可控整流充电完成后，控制配置为定Udc-Q控制模式的第一一端口电路解锁启动。

需要说明的是，本申请实施例中的步骤302与第二个实施例中的步骤202一致，在此不再进行赘述。

步骤303、当第一一端口电路的直流电压达到预置参考值后，依次解锁定P-Q控制模式的第二一端口电路和第三一端口电路，闭合第一一端口电路、第二一端口电路和第三一端口电路的主开关，将充电回路开关旁路，提升第二一端口电路和第三一端口电路的有功功率。

需要说明的是，本申请实施例中的步骤303与第二个实施例中的步骤203一致，在此不再进行赘述。

步骤304、当第二一端口电路和第三一端口电路的有功功率达到预置功率值之后，启动第四一端口电路，提升直流电压器低压侧直流电压，使得直流电压器按定直流低压控制模式运行。

需要说明的是，本申请实施例中的步骤304与第二个实施例中的步骤204一致，在此不再进行详细赘述。

步骤305、闭合第四一端口电路的主开关，解锁第四一端口电路的储能装置、光伏装置、充电装置、交流负载和直流负载开关的并网换流器，储能装置、光伏装置、充电装置、交流负载和直流负载开关的并网换流器按既定控制模式运行。

需要说明的是，本申请实施例中的步骤305与第二个实施例中的步骤205一致，在此不再进行赘述。

步骤306A、若接收到正常停止指令，将正常停止指令发送至直流配电网的各功率可控端的换流器，使得各功率可控端的换流器根据预置斜率将功率下降至零。

需要说明的是，本申请实施例中，在收到正常停止指令之后，将正常停止指令发送至直流配电网的各功率可控端的换流器，各功率可控端的换流器根据正常停止指令信息，按预置斜率下调自身功率，直到功率为0。

步骤307A、将各功率可控端的换流器闭锁。

需要说明的是，本申请实施例中，各换流器的功率下降为0之后，需要将各功率可控端的换流器闭锁处理，即闭锁第一一端口电路T1的换流器、第二一端口电路T2的换流器、第三一端口电路T3的换流器、储能装置、交流负荷、充电装置和直流变压器光伏。

步骤308A、断开各端口电路的交流断路器和直流断路器。

需要说明的是，本申请实施例中，将各可控端的换流器闭锁之后，将各端口电路的交流断路器和直流断路器断开，即完成了直流配电网的正常停运工作。

步骤306B、若接收到紧急停止指令，将紧急停止指令发送至直流配电网的各功率可控端的换流器，使得各功率可控端的换流器将功率直接置零。

需要说明的是，本申请实施例中，在接收到紧急停止指令之后，将紧急停止指令发送至直流配电网的各功率可控端的换流器，各功率可控端的换流器根据紧急停止指令信息，直接将自身的功率置零。

步骤307B、将各功率可控端的换流器闭锁。

需要说明的是，本申请实施例中，各换流器的功率直接降为0之后，需要将各功率可控端的换流器闭锁处理，即闭锁第一一端口电路T1的换流器、第二一端口电路T2的换流器、第三一端口电路T3的换流器、储能装置、交流负荷、充电装置和直流变压器光伏。

步骤308B、断开各端口电路的交流断路器和直流断路器。

需要说明的是，本申请实施例中，将各可控端的换流器闭锁之后，将各端口电路的交流断路器和直流断路器断开，即完成了直流配电网的紧急停运工作。

进一步地，储能的并网换流器为双向DC-DC换流器，控制模式为定功率控制模式。

进一步地，光伏的并网换流器为功率指向直流系统的单向Boost换流器，控制模式为定直流电压控制模式，以实现光伏阵列的最大功率跟踪。

进一步地，充电装置的并网换流器为功率指向电池Boost斩波换流器，控制模式为定功率控制模式。

进一步地，交流负载的并网换流器为桥式逆变器结构，控制模式为V-F控制模式。

本申请实施例中的基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法在直流配电网系统中运行时，第一一端口电路T1端的第一换流器MMC-VSC1采用定直流电压和无功功率(即Udc-Q)控制方式，第二一端口电路T2端的第二换流器MMC-VSC2采用定有功功率和无功功率(即P-Q)控制方式，第三一端口电路T3的第三换流器MMC-VSC3采用定有功功率和无功功率(即P-Q)控制方式，第四一端口电路T4端的直流变压器采用定低压直流电压控制方式。储能装置的并网换流器为双向DC-DC换流器，控制模式为定功率控制模式，光伏装置的并网换流器是功率指向直流系统的单相Boost换流器，控制模式为定直流电压控制，以实现光伏阵列的最大功率跟踪；交流负载并入直流电网的换流器为桥式逆变器结构，采用V-F控制模式(保证输出电压跟频率成正比的控制模式)，充电装置的并网换流器为功率指向电池Boost斩波换流器，控制模式为定功率控制模式；直流负载可直接并入直流变压器低压侧。

本申请实施例中，当第一一端口电路T1建立直流电压之后，第四一端口电路端闭合高压侧开关，通过充电电阻对直流变压器高压侧电容进行充电，建立直流电压，直流变压器控制器解锁直流变压器高压/低压侧换流，直流变压器低压按斜率进行充电，将直流变压器电压冲顶至1Pu。充电完成后，和尚低压侧开关，直流低压侧母线为±0.375kV，然后储能控制器解锁其并网换流器，储能按斜率将注入直流低压母线的功率提升到1MW。同时光伏控制器解锁其并网换流器，通过最大功率跟踪算法，控制光伏阵列注入直流电网的功率达到0.7MW。直流负荷通过直流断路器并入直流变压器低压母线，功率为0.5MW。交流负载并网控制器控制三相桥式逆变器交流侧电压按斜率提升有效值，从直流电网吸收0.5MW的有功功率。最后，充电桩控制器解锁其并网逆变器，按斜率提升充电功率达到1MW，至此，整个直流配电网完成了启动和功率提升过程，整个星型直流配电网进入稳定运行状态。

综上所述，本申请实施例中提供的基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法具有如下优点和有益效果：

(1)实现了基于星型拓扑结构的直流配电网的启动控制，通过直流配电网的个端口换流器协同配合，完成了从不可控整流充电到直流电压按斜率提升再到功率按斜率传送的全过程启动控制，通过对直流变压器个元件的有序配合，实现了储能、光伏、交流负荷、直流负荷和充电装置的平滑并网。

(2)本申请实施例中提供的方法的正常停运控制方式是通过对功率可控端的功率按斜率下降为0，闭锁换流器、，切除并网开关，实现直流配电网的平缓停运，换流器的功率波动小，系统更加稳定。

(3)本申请实施例中提供的方法的紧急停运控制方式是通过对功率可控端的功率直接快速的置零，闭锁换流器，切除并网开关，实现直流配电网的快速紧急停运，能够满足需要紧急停运的情况使用。

(4)本申请实施例中提供的方法操作简单，适应性强，在提供直流配电网的稳定性和可靠性上有广阔前景。

为了便于理解，请参阅图4，本申请中提供的一种基于星型拓扑结构的直流配电网启停装置的实施例，在由第一一端口电路、第二一端口电路、第三一端口电路和第四一端口电路构成的星型拓扑结构的直流配电网系统中应用，包括以下模块：

正常启动模块301，用于在接收到电网的启动指令时，依次启动第一一端口电路、第二一端口电路、第三一端口电路和第四一端口电路。

正常停运模块302，用于在接收到正常停止指令时，将第一一端口电路、第二一端口电路、第三一端口电路和第四一端口电路中的所有换流器的功率按预置斜率降低至零，闭锁所有换流器，并断开各一端口电路的交流断路器和直流断路器，使得直流配电网系统正常停运。

紧急停运模块303，用于在接收到紧急停止指令时，将第一一端口电路、第二一端口电路、第三一端口电路和第四一端口电路中的所有换流器的功率置零，闭锁所有换流器，并断开各一端口电路的交流断路器和直流断路器，使得直流配电网系统紧急停运。

进一步地，正常启动模块301具体包括：

模式控制子单元3011，用于将第一一端口电路的换流器的控制模式配置为定Udc-Q控制模式，第二一端口电路的第二换流器和第三一端口电路的换流器的控制模式均配置为定P-Q控制模式，第四一端口电路的直流变压器的控制模式配置为定直流低压控制模式。

第一解锁子单元3012，用于闭合第一一端口电路、第二一端口电路和第三一端口电路的充电回路开关，通过交流系统对直流网络进行不可控整流充电，在不可控整流充电完成后，控制配置为定Udc-Q控制模式的第一一端口电路解锁启动。

第二解锁子单元3013，用于当第一一端口电路的直流电压达到预置参考值后，依次解锁定P-Q控制模式的第二一端口电路和第三一端口电路，闭合第一一端口电路、第二一端口电路和第三一端口电路的主开关，将充电回路开关旁路，提升第二一端口电路和第三一端口电路的有功功率。

第三解锁子单元3014，用于当第二一端口电路和第三一端口电路的有功功率达到预置功率值之后，启动第四一端口电路，提升直流电压器低压侧直流电压，使得直流电压器按定直流低压控制模式运行。

第四解锁子单元3015，用于闭合第四一端口电路的主开关，解锁第四一端口电路的储能装置、光伏装置、充电装置、交流负载和直流负载开关的并网换流器，储能装置、光伏装置、充电装置、交流负载和直流负载开关的并网换流器按既定控制模式运行。

进一步地，正常停运模块303具体包括：

第一子单元3031，用于若接收到正常停止指令，将正常停止指令发送至直流配电网的各功率可控端的换流器，使得各功率可控端的换流器根据预置斜率将功率下降至零。

第二子单元3032，用于将各功率可控端的换流器闭锁。

第三子单元3033，用于断开各端口电路的交流断路器和直流断路器。

进一步地，紧急停运模块304具体包括：

第四子单元3041、用于若接收到紧急停止指令，将紧急停止指令发送至直流配电网的各功率可控端的换流器，使得各功率可控端的换流器将功率直接置零。

第五子单元3042，用于将各功率可控端的所述换流器闭锁。

第六子单元3043，用于断开各端口电路的交流断路器和直流断路器。

进一步地，储能装置的并网换流器为双向DC-DC换流器，控制模式为定功率控制模式。

进一步地，光伏装置的并网换流器为功率指向直流系统的单向Boost换流器，控制模式为定直流电压控制模式，以实现光伏阵列的最大功率跟踪。

进一步地，充电装置的并网换流器为功率指向电池Boost斩波换流器，控制模式为定功率控制模式。

进一步地，交流负载的并网换流器为桥式逆变器结构，控制模式为V-F控制模式。

本申请还提供了一种基于星型拓扑结构的直流配电网启停设备的实施例，基于星型拓扑结构的直流配电网启停设备包括处理器以及存储器；

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行前述的基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法实施例中的任一种基于星型拓扑结构的直流配电网启停方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-Only Memory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。