[发明专利]一种双极直流微电网的不平衡电压控制方法

说明书

本发明公开一种双极直流微电网的不平衡电压控制方法，一次控制环节与二次控制环节相结合形成分布式协调控制；二次控制环节：以一致性算法为基础，以电网中各节点的母线电压作为输入，输出一次控制参考电压；一次控制参考电压是以母线额定参考电压为基础，并增加用于使母线电压满足期望母线电压的修正项；期望母线电压是指节点的电压不平衡度满足期望电压不平衡度时的母线电压；期望电压不平衡度是节点与其相邻节点在电压不平衡度上趋于一致时节点的电压不平衡度；一次控制环节：采用下垂控制，根据一次控制参考电压调节直流变换器的输出电压，从而调节各节点的电压不平衡度。本发明考虑了电网的可靠性和稳定性要求，能够有效调节电网中正、负极间多节点的不平衡电压。

技术领域

本发明涉及双极直流微电网技术领域，尤其是不平衡电压控制方法。

背景技术

直流微电网具有结构简单、控制容易、供电容量大、电能质量高等优点，其中相比于单极直流微电网，双极直流微电网提供更多电压等级接口，电压等级可灵活变换，同时其对AC/DC变换器的利用率高。此外，当某一极发生故障时，另一极可继续保持运行，系统具有更高的可靠性和安全性。但正、负极的电源、负荷和线路参数等不平衡会在中线产生不平衡电流，进而增加线路损耗，同时使正、负极母线电压偏离额定值。当某一节点的负荷严重不平衡时，不平衡度可能超标，甚至触发中线的不平衡电压保护。为灵活调节双极直流微网的电压不平衡度，同时使母线电压运行在合理范围内，须设计一种不平衡电压控制系统，保证直流负荷的正常运行

现阶段双极直流微电网的不平衡电压的抑制可从源侧和网侧出发，通过增加不平衡补偿控制环节减小不平衡电流引起的线路损耗和电压偏差，主要采用可抑制不平衡电压的AC/DC变换器、在AC/DC变换器的出口安装电压平衡器等方法，但均只考虑单个变换器的不平衡电压抑制，而未考虑不同节点变换器间分布式电源参与不平衡度调节的协调能力，针对双极直流微电网中多节点间的不平衡电压协调控制，现阶段还没有较为成熟的设计方案，阻碍着双极直流微电网的发展。

因此，为了促进双极直流微电网的发展。现提出一种双极直流微电网不平衡电压控制系统设计方法，充分考虑了双极直流微电网的可靠性和稳定性要求，能够有效调节双极直流微电网中正、负极间多节点的不平衡电压，为双极直流微电网的设计及不平衡电压控制提供了基础。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明提供了一种双极直流微电网的不平衡电压控制系统，解决如何调节双极直流微电网中正、负极间多节点的不平衡电压的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种双极直流微电网的不平衡电压控制方法，包括以下步骤：

获取双极直流微电网中正极直流母线与负极直流母线上各节点的电气量数据，包括各节点的母线电压，所述母线电压包括正极直流母线电压与负极直流母线电压；

二次控制环节：以一致性算法为基础，以双极直流微电网中各节点的母线电压作为输入，以一次控制参考电压作为输出；所述一次控制参考电压包括正极一次控制参考电压与负极一次控制参考电压；一次控制参考电压是以母线额定参考电压为基础，并增加用于使母线电压满足期望母线电压的修正项；所述期望母线电压是指节点的电压不平衡度满足期望电压不平衡度时的母线电压；所述期望电压不平衡度是节点与其相邻节点在电压不平衡度上趋于一致时节点的电压不平衡度；

一次控制环节：采用电压下垂控制作为一次控制环节，根据二次控制环节输出的一次控制参考电压计算直流变换器的开关占空比，从而通过开关占空比控制各分布式直流电源的正、负极输出电压来调节各节点的电压不平衡度。

进一步的，电压不平衡度的计算公式如下：

其中v_hbi为双极直流微电网中第i个节点的电压不平衡度，v_pi、v_ni表示第i个节点的正、负极母线电压，下标p、n分别表示正、负极。