[发明专利]直流配电网直流母线电压抑制方法、装置及系统

说明书

本申请涉及一种直流配电网直流母线电压抑制方法、装置及系统，获取变换器运行参数，之后对变换器进行角速度功率下垂的虚拟直流电机调控，得到变换器的电流期望值。然后结合变换器运行参数和电流期望值进行阻尼注入分析，得到直流配电网中变换器的控制器模型；最终根据控制器模型和所述电流期望值，得到直流配电网中变换器的动态误差能量存储函数始终趋于零时变换器的占空比，并控制变换器以对应的所述占空比运行。通过上述方案，即可为直流配电网提供额外的惯性和阻尼，抑制直流配电网中直流母线电压的振荡，又可在大扰动下，使直流配电网中变换器的动态误差变化始终趋于零，进一步保证了直流配电网中直流母线电压的稳定。

技术领域

本申请涉及电网供电技术领域，特别是涉及一种直流配电网直流母线电压抑制方法、装置及系统。

背景技术

随着分布式电源和储能技术的发展，变换器逐渐成为直流配电网中电能转换、电能传输及控制的核心，其性能好坏对配电网的性能有直接影响。在配电网运行过程中，由于变换器缺少惯性和阻尼，当直流配电网受到各类大扰动(如负载大幅度突变、结构变化等)时，使得直流母线电压产生振荡，容易导致直流配电网的稳定性下降。

目前，为了抑制直流配电网的直流母线电压振荡，常用的有增加硬件和变换器虚拟惯性两种方法。但是，增加硬件方法在母线侧增加电容或超级电容等，容易导致变换器成本增加；常用的虚拟惯性方法有虚拟电容法和虚拟阻尼法等，但这些方法均从惯性或阻尼一个方向实现对直流母线电压振荡的抑制，抑制效果有限，具有一定的局限性。因此，传统的直流母线电压振荡抑制方法具有工作可靠性差的缺点。

发明内容

基于此，有必要针对传统的直流母线电压振荡抑制方法工作可靠性差的问题，提供一种直流配电网直流母线电压抑制方法、装置及系统。

一种直流配电网直流母线电压抑制方法，包括：获取直流配电网的变换器运行参数；对所述变换器进行角速度功率下垂的虚拟直流电机调控，得到变换器的电流期望值；根据所述电流期望值和所述变换器运行参数进行阻尼注入分析，得到所述直流配电网中变换器的控制器模型；根据所述控制器模型和所述电流期望值，得到直流配电网中变换器的动态误差能量存储函数始终趋于零时所述变换器的占空比，并控制所述变换器以对应的所述占空比运行。

在一个实施例中，所述对所述变换器进行角速度功率下垂的虚拟直流电机调控，得到变换器的电流期望值的步骤，包括：分别对所述直流配电网的变换器搭建虚拟直流电机控制模型；根据虚拟直流电机的额定角速度进行角速度功率下垂控制，分别得到各所述虚拟直流电机的机械转矩；根据所述机械转矩进行虚拟直流电机控制，分别得到直流配电网中各变换器的电流期望值。

在一个实施例中，所述根据所述机械转矩进行虚拟直流电机控制，分别得到直流配电网中各变换器的电流期望值的步骤，包括：根据所述机械转矩和预设角速度计算模型，得到各所述虚拟直流电机的实际角速度；根据所述实际角速度和预设电枢电动势计算模型，得到各所述虚拟直流电机的电枢电动势；根据所述电枢电动势和预设电流计算模型，分别得到直流配电网中各变换器的电流期望值。

在一个实施例中，所述预设角速度计算模型为：

其中，ω_n为第n台虚拟直流电机的实际角速度，T_mn和T_en分别为虚拟直流电机的机械转矩和电磁转矩，J_n为转动惯量，D_n为阻尼系数，ω_o为虚拟直流电机的额定角速度。

在一个实施例中，所述预设电流计算模型为：