[发明专利]一种多微网柔性互联系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统中微网技术、电力电子技术领域，具体地，涉及一种运用电力电子装置实现的多微网柔性互联系统及其控制方法。

背景技术

在多个微网中，相邻微网馈线末端往往通过联络开关实现互联，传统的联络开关具有如下功能：

1、若一个微网系统出现故障，通过联络开关把故障系统的负荷转移到另一个负荷，提高供电可靠性；

2、通过多个联络开关的协调配合，实现网络重构，优化系统运行。

实际上，考虑到电磁环网，短路电流等因素，联络开关在正常工况下需处于开断状态，即多个微网间为闭环结构，开环运行。

而随着新能源大量接入微网，以及用户对高电能质量的需求，传统的联络开关在控制能力、响应速度等方面已无法满足要求，需要进行多微网柔性互联实现馈线之间潮流的灵活交互。

经检索，Jeffrey M.Bloemink等发表的文章“Increasing distributed generation penetration using soft normally-open points”(IEEE Power and Energy Society General Meeting，2010)，提出了采用SNOP(软常开开关)替代传统配电网馈线中的联络开关，实现配电网馈线末端柔性互联的方案，但并未涉及对多微网柔性互联方案的阐述，这两者由于按照安装位置不同，从设计及控制方面也存在差异性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多微网柔性互联系统及其控制方法，以灵活控制各微网间的潮流，优化微网的协调控制与整体运行。该发明适用于在低压侧相邻的多个微网场合，取消传统的联络开关，对多微网相邻的馈线末端采用多端口柔性互联器(MT-FID，Multi-Terminal FlexibleInterconnectedDevice)实现柔性互联。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

根据本发明的第一目的，提供一种多微网柔性互联系统，包括：多个微网和多端口柔性互联器，在多个微网的馈线间设置多端口柔性互联器，在多个微网相邻的馈线末端接入所述多端口柔性互联器实现多个微网的柔性互联。

优选地，所述多端口柔性互联器由共直流母线的多个背靠背VSC(电压源型)变换器构成。

优选地，所述多端口柔性互联器中，根据各端口变换器变流器功能需求的不同，将端口节点端口分为平衡节点端口，有源节点端口以及无源节点端口，其中：

——平衡节点端口，该节点端口变换器的功能为实现多端口柔性互联器内部的有功功率平衡，以提供或消纳其他端口变换器有功功率交互所需的功率差；

——有源节点端口，其功能为实现多端口柔性互联器与变压器母线之间的有功、无功功率控制；

——无源节点端口，该节点端口变换器所连接的交流母线为无源网络，如该侧故障被切除，此时节点变换器的功能是为相对应的交流无源网络提供交流电源实现电压支撑。

优选地，所述多端口柔性互联器设有可扩展储能端，所述储能端口连接储能装置，应用储能削峰填谷的功能，实现多微网间与储能间的能量交互，实现负荷平移。

根据本发明第二目的，提供一种上述多微网柔性互联系统的控制方法，包括：

在多个微网相邻的馈线末端接入所述多端口柔性互联器，实现多个微网的柔性互联；

多端口柔性互联器采用三级控制方案：系统级控制，根据系统需求确定多端口柔性互联器所需调控的潮流；变流器级控制，根据系统级控制下发的指令确定多端口柔性互联器的调制波；开关级控制，根据变流器级控制所输出的调制波确定开关的具体动作。

优选地，所述方法进一步包括以下一种或多种控制策略：

(1)单个平衡端口，其他为有源、无源端口的主从控制策略：单个平衡端口采取直流母线电压-无功功率控制即Vdc-Q控制，有源端口采取有功功率-无功功率控制即P-Q控制，无源端口采取交流电压-频率控制即V-f控制；

(2)部分端口通过高速实时通信紧密联系，统一控制，形成虚拟平衡端口，其他为有源、无源端口的主从控制策略；各端口变流器控制与(1)相同；

(3)部分端口通过采用下垂控制，形成多个独立的平衡端口，其他为有源、无源端口的多平衡端口控制策略；多个平衡端口采取下垂控制即Droop控制，而有源、无源端口变流器的控制与(1)相同。

优选地，所述多端口柔性互联器设有可扩展储能端口，在可扩展储能端口应用储能削峰填谷的功能，实现多微网间与储能间的能量交互，实现负荷平移。