[发明专利]一种电力电子变压器运行策略优化组合方法

说明书

本发发明提出了一种电力电子变压器运行策略优化组合方法，包括收集系统信息；根据电力电子变压器端口特点建立适用于其端口统一协调控制的广义交直流下垂控制模型；建立以从主网购电最少，以系统安全稳定运行及广义交直流下垂控制为约束条件的长时间尺度优化模型；对所搭建的长时间尺度优化模型进行求解，得到电力电子变压器各端口的广义交直流下垂控制系数，由系数组合进而得到各端口运行策略的优化组合。本发明方法中的广义交直流下垂控制可以同时对电力电子变压器交流端口和直流端口进行控制，保证了直流网络电压和交流网络频率的稳定，进而保证系统的安全运行。同时，本发明的方法也适用于当前系统不确定性大大增强的情况，可扩展性强。

技术领域

本发明涉及含电力电子变压器的交直流混联网络的优化领域，特别是涉及一种电力电子变压器(PET)运行策略优化组合方法。

背景技术

近年来我国分布式可再生能源增长迅速，大规模分布式可再生能源也接入电网，故对系统的灵活接入和有效管控提出了新的挑战和更高的要求。目前的可再生能源接入技术，交直流变换环节较多，降低了效率、影响了接入的便捷性。另外配电网互联互济和柔性调控能力不足，也限制了分布式可再生能源的充分消纳和高效利用。针对以上问题，国内外学者提出了采用基于双向变流器的交直流混合微网方案，将光伏等直流型分布式能源和电动汽车等直流用电设备直接通过直流微网集成，以减少变换环节，提高利用效率。交直流微网技术可以在一定程度上提高分布式可再生能源利用效率，但是它不能实现区域范围内DERS消纳和互补运行，也不能开展区域间的功率平衡和潮流调节。而利用双向多端口电力电子变压器构建交直流混合系统，可以实现灵活组网，在多个交直流电压等级集成分布式可再生能源，实现灵活安全接入；并减少变换环节，提高能源利用效率，增强系统控制能力，在更大范围实现互联互补，充分消纳可再生能源。

电力电子变压器的接入增强了系统的可控性和灵活性，多台多端口电力电子变压器组成的交直流混联网络中，电力电子变压器端口运行模式复杂，组合多样，如何利用电力电子变压器的调控能力，合理选取电力电子变压器端口控制策略，实现系统的优化运行是当前一个新的研究热点，从另一方面说，网络的优化运行在很大程度上与电力电子端口运行策略的优化选取有关系。电力电子变压器基于电力电子变换技术和高频变压器，由电力电子变压器连接的交直流混联网络中，电力电子变压器各端口处于不同子网内，运行于不同工况，对各端口进行合理的控制至关重要。当前，对直流侧的控制方法主要有主从控制、电压裕度控制和下垂控制。这三种方法应用相对广泛，也比较成熟，但各自存在一定的弊端。其中，主从控制整个系统的稳定运行依赖于主站的正常运行，一旦主站发生故障或退出运行，整个系统也将停运；电压裕度控制在模式切换时会产生振动，不利于系统安全稳定运行；下垂控制是一种有差控制，难以实现特定需求下的定电压控制或定功率控制。另一方面，多端口电力电子变压器同时含有多个交流端口和直流端口，对电力电子变压器端口的控制应同时包括其交流端口和直流端口，而现有文献中对交流侧的控制多简单处理为PV或者PQ节点，没有考虑到交流网络的频率响应问题。

综上所述，利用电力电子变压器构建交直流混联网络优势明显，但是目前还缺少一种有效求解电力电子变压器各端口运行策略组合的方法。

发明内容

针对电力电子变压器端口运行模式复杂，组合多样，现有控制方法难以实现其整体优化组合。本发明提供了一种电力电子变压器运行策略优化组合方法，其是基于广义交直流下垂控制实现的。

一种电力电子变压器运行策略优化组合方法，包括以下步骤：

S01：收集系统信息。

S02：根据电力电子变压器端口特点，建立适用于其端口统一协调控制的广义交直流下垂控制模型；

S03：根据收集的系统信息，建立以从主网购电最少，以系统安全稳定运行及广义交直流下垂控制为约束条件的长时间尺度优化模型；

S04：对所搭建的长时间尺度优化模型进行求解，得到电力电子变压器各端口的广义交直流下垂控制系数，由系数组合进而得到各端口运行策略的优化组合。