一种光储充电站参与直流配电网调压的虚拟惯性控制方法

本发明属于直流配电网，更为具体地讲，涉及一种光储充电站参与直流配电网调压的虚拟惯性控制方法。

背景技术：

1、分布式能源、电动汽车、充电站等直流源荷的大量增加，使传统电网对于大规模分布式能源的消纳越来越力不从心，直流配电网作为拓展分布式发电技术的有效途径，成为了未来配电网的重要发展方向。而光储充电站是直流配电网的重要构成部分，它由光伏、储能及充电桩等设施构成，具有消纳光伏、削峰填谷等优点，能够降低大量电动汽车充电行为对电网的冲击影响。

2、在直流配电网中，由于新能源发电装置、电子设备占比高，直流配电网的电容惯性远小于交流配电网中的同步发电机机械惯性，直流母线电压极易受负载突增等扰动影响而剧烈波动，严重影响系统的电能质量。

3、为了解决上述问题，目前，直流配电网主要使用下垂控制协调多端换流器共同控制母线电压，按预定下垂系数进行功率分配，但面对功率突变等特殊工况能力灵活性不足，仅凭固有直流电容难以有效平抑母线电压波动；

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种光储充电站参与直流配电网调压的虚拟惯性控制方法，通过检测母线电压变化情况，灵活控制dc/dc变换器快速充放光储装置及电动汽车电能，为直流配电网提供虚拟惯性，缓解直流配电网因功率缺额导致的母线电压严重下降情况，从而提升直流配电网的电压质量。

2、为实现上述发明目的，本发明一种光储充电站参与直流配电网调压的虚拟惯性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

3、(1)、划分含光储充电站的直流配电网系统运行工况；

4、

5、其中，δudc为直流配电网母线电压实际值与额定值的偏移量，dudc/dt为母线电压变化率，ppv为光储充电站的光伏出力功率，ppv,max为光伏最大出力功率，pes为光储充电站的储能出力功率，pes,max为储能最大出力功率，δ为切换运行形态的电压变化率；

6、(2)、实时采集直流配网母线电压udc、充电站光伏出力功率ppv、储能出力功率pes，计算母线电压变化率dudc/dt、直流配网母线电压偏移量δudc；结合步骤(1)判断直流配网当前所处的运行工况；

7、(3)、根据直流配网当前的运行工况设置直流配电网惯性补偿策略；

8、(3.1)、当直流配网当前处于运行工况1时，利用dc/dc变换器将光伏单元与储能单元的电能反向输送至直流配电网，建立dc/dc变换器的下垂控制策略，然后将下垂控制策略写入dsp控制器，通过dsp控制器对dc/dc变换器进行控制，使光伏单元与储能单元快速充放电产生虚拟电容，为直流配网提供虚拟惯性；

9、(3.2)、当直流配网当前处于运行工况2或3时，利用dc/dc变换器将光伏单元与储能单元的电能反向输送至直流配电网，在此基础上，设置双向dc/dc充电桩为恒压放电模式，然后使用电压电流双闭环控制方式控制充电站的电动汽车通过双向dc/dc充电桩向电网反向供电；

10、(4)、将直流配网当前运行工况下对应的惯性补偿策略下发至光储充电站的控制中心，按各运行工况应对策略控制光伏单元、储能单元与各充电桩的变换器进行快速充放电，增强配网系统惯性，抑制母线电压的剧烈波动。

11、本发明的发明目的是这样实现的：

12、本发明一种光储充电站参与直流配电网调压的虚拟惯性控制方法，通过检测配网直流母线电压值以及电压变化率确定系统的运行工况，以获取直流配电网系统的惯性补偿需求；提出具体的光储充电站参与直流配电网调压的灵活虚拟惯性控制方法，通过搭建的系统小信号模型进行稳定性分析，得出控制参数取值范围；灵活控制dc/dc变换器快速充放光储装置及电动汽车电能，为系统提供虚拟惯性、增强系统惯性，充分协调利用光储充电站中的光储单元及电动汽车资源，有效延缓直流母线电压的偏离时间，降低母线电压的下降速率，为直流配网系统调度提供有力支持，综合改善直流配网的电能质量。

13、同时，本发明一种光储充电站参与直流配电网调压的虚拟惯性控制方法还具有以下有益效果：

14、(1)、通过灵活控制dc/dc变换器快速充放光储装置及电动汽车的电能，能够提供较大的虚拟电容，从而为直流配网提供惯性支撑。

15、(2)、本发明在直流母线电压受负载突增等扰动影响而剧烈波动时，通过光储单元与电动汽车的实时协调控制，为系统提供虚拟惯性，缓解系统功率缺额导致的母线电压严重下降情况。

16、(3)、本发明能够在母线电压下降速率及偏离过大时提供更为强大的虚拟惯性支撑，充分光储充电站中的光储单元及电动汽车资源，有效延缓直流母线电压的偏离时间，降低母线电压的下降速率，为直流配网系统调度提供有力支持，综合改善直流配网的电能质量。

技术特征：

1.一种光储充电站参与直流配电网调压的虚拟惯性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种光储充电站参与直流配电网调压的虚拟惯性控制方法，其特征在于，所述步骤(3.1)中建立dc/dc变换器的下垂控制策略的具体方法为：

3.根据权利要求1所述的一种光储充电站参与直流配电网调压的虚拟惯性控制方法，其特征在于，所述步骤(3.2)中电压电流双闭环控制方式的具体过程为：

技术总结
本发明公开了一种光储充电站参与直流配电网调压的虚拟惯性控制方法，通过检测配网直流母线电压值以及电压变化率确定系统的运行工况，以获取直流配电网系统的惯性补偿需求；提出具体的光储充电站参与直流配电网调压的灵活虚拟惯性控制方法，通过搭建的系统小信号模型进行稳定性分析，得出控制参数取值范围；灵活控制DC/DC变换器快速充放光储装置及电动汽车电能，为系统提供虚拟惯性、增强系统惯性，充分协调利用光储充电站中的光储单元及电动汽车资源，有效延缓直流母线电压的偏离时间，降低母线电压的下降速率，为直流配网系统调度提供有力支持，综合改善直流配网的电能质量。

技术研发人员：易建波,胡猛,王泽宇,张真源,井实,胡维昊,李坚
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15