一种适用于dg接入的直流配电网的电压控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于DG接入的直流配电网的电压控制方法，包括以下步骤：步骤1，根据给定的直流配电网的参考电压，计算出接入DG所对应换流器的有功功率参考值；步骤2，根据换流器的有功功率参考值，计算出电流参考值；步骤3，将电流参考值作为电流滞环控制的输入，控制换流器的输出。本发明是一种适用于接入了大量DG并且和直流配网相连的功率分配控制技术，通过合理的功率分配，实现直流配网电压的稳定，从而使负荷和DG的功率波动不会影响相邻的DG，实现了DG之间的独立控制，有效解决了交直流配网中的功率分配问题，创造经济价值。
【专利说明】
-种适用于DG接入的直流配电网的电压控制方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种适用于DG接入的直流配电网的电压控制方法，属于分布式供电技 术领域。
【背景技术】
[0002] 随着分布式电源越来越多的接入配电网，为了能够更好地接纳运些分布式电源， 直流配网逐渐受到人们的关注。
[0003] 二十世纪后半页W来，随着电力电子器件和变流器拓扑学的发展，直流输电因其 线路走廊窄，造价低，损耗小，送电容量大而且没有交流输电系统的同步稳定性问题而逐步 重新受到人们的重视，考虑到绝大部分用电设备，如家电、办公自动化设备等最终是靠直流 供电，另外，如电力机车、空调、电梯等工商业负荷是通过变频器供电，中间也会有直流母线 的存在，此外，直流配网能够更好的兼容未来的可再生电源、分布式储能和电动汽车充电站 等新能源的双向潮流需求，因此直流配网的推广应用得到了大家的认可。并且随着大容量 IGBT等电力电子器件的商业应用，更接近于配网电压等级的轻型直流输电也逐步得到推广 应用。
[0004] 直流配网的优势可W总结为W下几点：1、可W向无源系统供电。直流配网的换流 系统具有自动关断电流的能力，能够工作在无源逆变方式，不需要外加换相电压。当采用直 流配网系统为牵引供电系统供电时，可W很好的解决电能质量问题和电分相问题。2、可W 有效的将风能、太阳能等可再生能源或"绿色"能源并网，提高系统的稳定性和电能质量。3、 方便构成多端直流系统。直流配网在传输潮流改变时，直流电压极性保持不变，电流反向， 有利于构成多端直流系统。4、不需要交流侧提供无功功率，能够起到的作用，动态补偿交流 母无功功率，稳定交流母线电压。5、不会增加系统的短路容量。6、直流配网的换流系统通常 采用控制技术，开关频率较高，经过高通滤波后就可得到所需的交流电压，所需滤波装置的 容量也大大减小。7、换流站设备模块化，安装简单快捷，维护方便。
[0005] 众所周知，直流配网与交流配网，直流配网与分布式电源之间通过换流器进行连 接。换流器不仅充当了连接作用，一般还具有电压控制的功能，起到平衡系统功率流动，提 高系统稳定性的作用。目前已有一些文章提出采用储能的方式稳定直流系统的电压从而减 小负荷和分布式电源的功率变化对其他分布式电源的影响，W达到分布式电源独立控制的 目的，但是由于储能设备价格昂贵，运么做不符合经济性的原则。
【发明内容】
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于DG接入的直流配电网的电压控 制方法。
[0007] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
[000引一种适用于DG接入的直流配电网的电压控制方法，包括W下步骤：
[0009]步骤1，根据给定的直流配电网的参考电压，计算出接入DG所对应换流器的有功功 率参考值；
[0010] 步骤2，根据换流器的有功功率参考值，计算出电流参考值；
[0011] 步骤3,将电流参考值作为电流滞环控制的输入，控制换流器的输出。
[0012] 计當梅流器的有功功莖参考值公式为，
[0013]
[0014] 其中，Pu为换流器的有功功率参考值，Vdc为直流配电网电压，Vdc,ref为直流配电网 的参考电压，Rd是不同接入DG采用的不同控制方式的不同参数。
[0015] 接入DG包括交流DG、直流DG、交流系统和直流系统。
[0016] 交流DG通过AC-DC换流器连接直流配电网，直流DG通过DC-DC换流器连接直流配电 网，交流系统和直流系统通过公共连接点处双向换流器连接直流配电网。
[0017] 计算电流参考值的公式为，
[001引当换流器为双向换流器和AC-DC换流器时，
[0019] 对S相电压进行Clark变换，S相变两相：
[0020]
[0021]
[0022]其中，
[002引13的、山姑、1。,巧:分别为；相电流参考值；
[0024] ia,ref、ie,ref 为中间变量；
[00剧 Vab为a相与村目间的电压；
[0026] Vbc为b相与C相间的电压；
[0027] VEKVaA别是Clark巧換静Ih.聲标系下的由用；
[002引
[0029] Pref和Qref分别是有功功率和无功功率的参考值；
[0030] 当换流器为DC-DC换流器时，
[0031]
[00创其中，iref为电流参考值，Vdcdg为直流DG的末端电压。
[0033] 本发明所达到的有益效果:本发明是一种适用于接入了大量DG并且和直流配网相 连的功率分配控制技术，通过合理的功率分配，实现直流配网电压的稳定，从而使负荷和DG 的功率波动不会影响相邻的DG，实现了DG之间的独立控制，有效解决了交直流配网中的功 率分配问题，创造经济价值。
【附图说明】
[0034] 图1为DG接入的直流配电网的结构图。
[0035] 图2为本发明的流程图。
[0036] 图3为换流器有功功率计算图。
[0037] 图4为双向换流器和AC-DC换流器功率调节图。
[003引图5为DC-DC换流器功率调节图。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合附图对本发明作进一步描述。W下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案，而不能W此来限制本发明的保护范围。
[0040] 如图1所示，为DG接入的直流配电网的结构图，其中，接入DG包括交流DG、直流DG、 交流系统和直流系统，交流DG通过AC-DC换流器连接直流配电网，直流DG通过DC-DC换流器 连接直流配电网，交流系统和直流系统通过公共连接点（PCC)处双向换流器连接直流配电 网。
[0041] 如图2所示，DG接入的直流配电网的电压控制方法，包括W下步骤：
[0042] 步骤1，根据给定的直流配电网的参考电压，计算出接入DG所对应换流器的有功功 率参考值。
[0043] 如图3所示，计算换流器的有功功率参考值公式为，
[0044]
[0045] 其中，Pu为换流器的有功功率参考值，Vdc为直流配电网电压，Vdcref为直流配电网 的参考电压，Rd是不同接入DG采用的不同控制方式的不同参数，如光伏系统采用最大功率 点跟踪控制方式W实现太阳能的最大化利用，风电采用恒功率控制方式W实现输出功率的 稳定等。
[0046] 步骤2，根据换流器的有功功率参考值，计算出电流参考值。
[0047] 当换流器为双向换流器和AC-DC换流器时，如图4所示，对S相电压采取Clark变 换，=相变两相，
[004引
[0049]
[0050] 其中，
[00川 13的、山姑、1。,巧汾别为立相电流参考值；
[0化2] ia,ref、ie,ref为中间变量；
[0053] Vab为a相与b相间的电压；
[0054] Vbc为村目与C相间的电压；
[00日日]VR _ VnA卓11是Pl 9 rk亦始!當h I h 未TlC惡下龄!电压；
[00日6]
[0057] Pref和Qref分别是有功功率和尤功功率的参考值，因为无功功率的能量管理系统的 目的一般是维持恒功率因数，Qref可据此求得；
[005引当换流器为DC-DC换流器时，如图5所示，
[0化9]
[0060] 其中，iref为电流参考值，Vdcdg为直流DG的末端电压。
[0061] 步骤3,将电流参考值作为电流滞环控制的输入，控制换流器的输出。
[0062] 上述方法是一种适用于接入了大量DG并且和直流配网相连的功率分配控制技术， 通过合理的功率分配，实现直流配网电压的稳定，从而使负荷和DG的功率波动不会影响相 邻的DG，实现了 DG之间的独立控制，有效解决了交直流配网中的功率分配问题，创造经济价 值。
[0063] W上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可W做出若干改进和变形，运些改进和变形 也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种适用于DG接入的直流配电网的电压控制方法，其特征在于:包括w下步骤： 步骤1，根据给定的直流配电网的参考电压，计算出接入DG所对应换流器的有功功率参 考值； 步骤2，根据换流器的有功功率参考值，计算出电流参考值； 步骤3,将电流参考值作为电流滞环控制的输入，控制换流器的输出。2. 根据权利要求1所述的一种适用于DG接入的直流配电网的电压控制方法，其特征在 于:计算换流器的有功功率参考值公式为，其中，Pu为换流器的有功功率参考值，Vdc为直流配电网电压，Vdc,ref为直流配电网的参 考电压，Rd是不同接入DG采用的不同控制方式的不同参数。3. 根据权利要求1所述的一种适用于DG接入的直流配电网的电压控制方法，其特征在 于:接入DG包括交流DG、直流DG、交流系统和直流系统。4. 根据权利要求3所述的一种适用于DG接入的直流配电网的电压控制方法，其特征在 于:交流DG通过AC-DC换流器连接直流配电网，直流DG通过DC-DC换流器连接直流配电网，交 流系统和直流系统通过公共连接点处双向换流器连接直流配电网。5. 根据权利要求4所述的一种适用于DG接入的直流配电网的电压控制方法，其特征在 于： 当换流器为双向换流器和AC-DC换流器时，对Ξ相电压进行Clark变换，Ξ相变两相：其中， ia,ref、ib,ref、ic,ref分别为；相电流参考值； ia, ref、ie, ref为中间变量； vab为a相与b相间的电压； Vbc为b相与C相间的电压； ve、va分别是Clark变换静止坐标系下的电压；Pref和Qref分别是有功功率和无功功率的参考值； 当换流器为DC-DC换流器时，其中，iref为电流参考值，Vd。, dg为直流DG的末端电压。
【文档编号】H02J1/12GK105846420SQ201610285986
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】柳丹, 袁晓冬, 李强, 徐青山, 陈兵, 朱卫平, 史明明
【申请人】国网江苏省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司, 东南大学