一種優化直流配電網潮流的控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及一種優化直流配電網潮流的控制系統，尤其設及一種用于優化帶 兩個電源端的直流配電網潮流的控制系統。
【背景技術】
[0002] 隨著大功率電力電子器件、高壓換流技術的高速發展，高壓直流輸電技術也得到 了不斷的完善。直流配電網是一個具有先進的能源管理系統的智能、穩定的交直流混合廣 域網絡。與交流配電網相比，直流配電網存在著如下的明顯優點：在絕緣水平相同的情況 下，直流配電網的傳輸功率約為交流配電網的1.5倍;直流配電網能夠方便各種分布式電源 和電動汽車充電站的接入;不同于交流配電網，直流配電網并不存在滿流損耗W及線路的 無功損耗，直流配電網的損耗僅為交流網絡的15%~50%;理論上直流系統沒有頻率偏差、 =相電壓不平衡和無功補償等問題，因此能夠有效避免電壓波動與閃變、頻率偏移、諧波污 染等問題，能夠有效地改善電能質量，提高電網可靠性。
[0003] 直流配電系統的主要控制目的是維持母線電壓的穩定，目前有一種電壓下垂式控 制的控制策略。它指的是所有具備功率調節能力的變換器均運行于直流電壓的控制方式。 在運種控制模式下，電壓調節和功率分配由多個換流站共同承擔，根據換流站P-V特性曲線 斜率，決定該節點功率分配和電壓調節能力且其控制特性為非線性(雙曲線）。當換流器端 電壓跌落時，其出力增加用W維持電壓穩定，但是能否恢復到正常狀態則得根據其特性曲 線斜率判斷。因此此種控制方式的不足之處在于存在電壓靜差，且隨系統規模的擴大，其穩 定運行區間將變窄，功率分配靈活性有所欠缺。此外，當系統檢修或故障導致某一換流站退 出運行、風力發電場輸入功率波動等時，傳統下垂控制策略仍然按照原有系數進行功率分 配，無法根據系統運行的實際情況進行調節，使得換流站容量使用率較低、直流母線電壓質 量較差，甚至出現換流站功率超限顯然，運樣的控制策略不能很好的適用于對穩定性有高 要求的直流配電網。
【發明內容】
[0004] 本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種優化直流配電網潮流的控制 系統，采用該系統可保證整個直流網絡各端電壓不越限，使得有功功率分配更加合理，同時 得到更寬的直流電壓控制范圍和更低的直流網絡損耗。
[0005] 本實用新型的優化直流配電網潮流的控制系統，其特征在于，包括一個中央處理 單元、若干負荷端及等量的測控終端、兩個換流站站控系統、及所有測控終端之間、中央處 理單元與各測控終端之間、W及中央處理單元與兩個換流站站控系統之間的通信網；所述 的測控終端與負荷端一一對應，用于采集相應負荷側的功率，所述的兩個換流站站控系統 中一個為定直流電壓控制換流站，另一個為定直流功率換流站。
[0006] 采用該系統進行優化直流配電網潮流的控制方法，該方法將定直流功率端功率劃 分為n個區段，依次進行潮流計算后求取最小網絡損耗情況下對應的電壓值和功率值，采用 了功率值和電壓值分開求解的方法，求解過程簡化且計算速度較快，可W根據精度需求靈 活選取功率劃分總區段數n的值。使得有功功率分配更加合理，同時得到更寬的直流電壓控 制范圍和更低的網損。
[0007] 具體是:將定直流功率端的功率劃分為n個區段，按W下步驟求解第k個區段的直 流網絡損耗0<k<n，keN:
[0008] (1)獲取配電網網絡參數及節點功率注入信息，包括:母線編號、名稱、負荷有功、 輸電線路的支路號、首端節點和末端節點編號、串聯電阻；
[0009 ] (2)設定定直流電壓端初始電壓值為直流系統的額定電壓U = Un，k的初始值為0;
[0010] (3)設定定直流功率端初始功率為
，其中其中化為定直流功率段額定功率，n 為定直流功率端的功率劃分的區段總數，k為此次計算中所取區段的對應序號；
[0011] (4)進行潮流計算，建立直流潮流方程并且迭代求解，獲得各節點電壓值和各支路 電流值；
[0012] (5)檢查各節點電壓，分為W下S種情況考慮：
[0013] 情況1、存在節點電壓低于電壓穩定下限值Umin,則令定直流電壓端的電壓U增加 1 %化，若此時存在節點電壓高于電壓穩定上限值Umax,則令直流網絡損耗Ail二與。。,，其中 Plnad為負荷端總功率，進入(6);若此時不存在節點電壓高于電壓穩定上限值Umax,則返回 (4)；
[0014] 情況2、不存在節點電壓低于電壓穩定下限值Umin但存在其他節點電壓高于電壓穩 定上限值Umax,則令定直流電壓端的電壓U減小1%帕，若此時存在節點電壓低于電壓穩定下 限值Umin,則令A/1 =巧。^，進入(6);若此時不存在節點電壓低于電壓穩定下限值Umin,則返 回（4);
[0015] 情況3、既不存在節點電壓高于電壓穩定上限值Umax,也不存在其他節點電壓低于 電壓穩定下限值Umin,計算此時的直流網絡損耗:，進入(6);
[0016] 上述直流網絡損耗么戲,為線路損耗A Pu和換流器損耗A Pdc兩部分之和，設直流 配電網線路只存在電阻，則線路損耗計算公式如下：
[0017] Ar, = IlR::
[001引式中i，j為支路兩端節點數編號，Ib為i節點至Ij j節點的支路電流，Ri功i節點至Ij j節 點的支路電阻。
[0019] 換流器損耗的計算公式如下：
[0020] + 及=巧=馬 ' W + 心 W + (& + Kr). C + 吟.這
[0021] 式中Pcon(i)為換流器通態損耗，E為換流器開關損耗，Iac為換流器交流側電流，Idc 為換流器直流側電流，Rt為聯結變壓器和等效換流器電抗器的總電阻，Ki-4均為常數。
[0022] (6)令k增加1，如果k含n，則返回步驟3，如果k〉n，則進入(7);
[0023 ] (7)將得出的n個直流網絡損耗值進行排序，采用直流網絡損耗最小時對應的功率 值作為定直流功率端的功率值指令，此時對應的電壓作為定直流電壓端的電壓指令值。
[0024]上述技術方案中，所述的將定直流功率端功率劃分為n個區段，其取值可W為:2< n< 1000。其中n可根據實際控制需要取值，取值范圍如下:2 <n< 1000。
[0025] 本實用新型的有益效果是:本系統針對一端工作于定直流電壓方式，另一端工作 于定直流功率方式的兩個電源端的柔性直流配電系統，通過負荷側測控終端與換流器的站 控系統獲取各節點電壓和注入功率，通過通訊網絡傳給中央處理單元，中央處理單元據此 建立換流器及直流線路約束條件，并W整個配電網系統網絡損耗最小為目標，計算