[发明专利]一种基于智能软开关低压直流配电网协调控制方法

说明书

本发明公开了一种基于智能软开关低压直流配电网协调控制方法，通过N端智能软开关对N条直流馈线的互联，并且每个变换器独立启动和控制以实现双向功率流动；至少有一个转换器始终保持智能软开关的直流线路电压，剩下的转换器用于控制终端电压或馈线电流；有助于减少分布式电源以及柔性负荷带来的电压波动问题；实现低压直流配电网中馈线间功率流的更多功能和更有效的控制。

技术领域

本发明属于直流配电网控制技术领域；尤其涉及一种基于智能软开关低压直流配电网协调控制方法。

背景技术

当前为了应对化石能源带来的环境气候以及能源安全问题，清洁能源的开发与利用成为了减少能源对外依赖度，保障能源安全发展，改善能源消耗结构，应对气候环境恶化的重要措施。因而，诸如太阳能、风力等分布式电源、电动汽车、微电网等柔性负荷大规模接入低压配电网。大面积分布式电源以及柔性负荷的并网现代低压配电网规模将使运行环境也会更为复杂，而分布式电源以及柔性负荷出力存在间歇性和不确定性，可能会加剧低压配电网原有问题。

直流配电网技术是解决上述问题的一种手段。现有的研究表明，直流配电网相比于交流配电网能够有效提高线路的传输容量，并且直流线路的线路阻抗更小，能够有效降低电能传输时的线路损耗。此外，直流配电网能够降低电力电子转换设备的使用频率，减少分布式电源、储能设备以及柔性负荷的并网环节，方便直流“源-储-荷”的基础以及灵活控制。

目前，对于直流配电网研究主要是基于电力电子变换装置以及研究直流配电网的拓扑结构。低压直流配电网多采用辐射状结构，即分布式电源以及各类负荷集中连接在公共直流线路上，而配电网低压侧通信条件有限，因而下垂控制是常用的电压控制策略，但下垂控制其动态效应时间较长，通过施加良好的通信条件能够有效解决这一问题。目前研究多集中于单直流线路结构，针对多直流线路的低压直流配电网电压调节以及功率分配问题的解决方案却很少，传统交流配电系统存在通过背靠背变换器形式的解决方案，而低压直流却少有依靠背靠背变换器形式的解决方案，主要是依靠联络开关进行远端馈线互联，并依靠断路器隔离线路故障实现恢复供电，但联络开关、断路器等传统设备无法对馈线间的功率流动进行控制，这使得线路间的电压差会对系统造成干扰

发明内容

本发明要解决的技术问题：提供一种基于智能软开关低压直流配电网协调控制方法，以解决直流配电网控制依靠联络开关进行远端馈线互联，并依靠断路器隔离线路故障实现恢复供电，但联络开关、断路器等传统设备无法对馈线间的功率流动进行控制，这使得线路间的电压差会对系统造成干扰等技术问题。

本发明技术方案：

一种基于智能软开关低压直流配电网协调控制方法，通过N端智能软开关对N条直流馈线的互联，并且每个变换器独立启动和控制以实现双向功率流动；至少有一个转换器始终保持智能软开关的直流线路电压，剩下的转换器用于控制终端电压或馈线电流。

所述智能软开关结构为：开关元件与与输入测LC滤波组件(r_a,L_a,C_a)共同组成双向变换器a。同样，开关元件与与输入测LC滤波组件(r_b,L_b,C_b)共同组成双向变换器b，双向变换器a与双向变换器b以背靠背的形式连接在一起，通过这样的方式实现二个以上的DC-DC双向变换器的背靠背互联。

所述智能软开关根据需要连接的直流端口确定换流器的个数。

智能软开关的控制方法包括：监控控制、直流环节电压控制和终端电压控制。