[发明专利]一种适用于中低压直流配用电系统的控制架构

摘要

本发明涉及一种适用于中低压直流配用电系统的控制方法，包括三个控制层，顶层是最优控制，中间层是统一控制，底层是分布式自治控制，如下：1)最优控制作为顶层控制：在能量管理中实现最优控制，为系统控制中心提供可靠的调度指令，输入数据包括预测数据，相邻交流配电系统的实时运行状态信息和中低压直流配用电系统的实时运行状态信息，能量优化管理的输出数据是调度数据，包括电压、功率参考点和控制参数，能量优化管理的内部功能包括三部分，即参考点优化，控制参数优化和两时间尺度协调策略；2)统一控制作为中间控制层；3)分布式自治控制作为底层控制。

主权项

1.一种适用于中低压直流配用电系统的控制方法，包括三个控制层，顶层是最优控制，中间层是统一控制，底层是分布式自治控制，具体如下：1)最优控制作为顶层控制：在能量管理中实现最优控制，为系统控制中心提供可靠的调度指令，输入数据包括预测数据，相邻交流配电系统的实时运行状态信息和中低压直流配用电系统的实时运行状态信息，能量优化管理的输出数据是调度数据，包括电压、功率参考点和控制参数，能量优化管理的内部功能包括三部分，即参考点优化，控制参数优化和两时间尺度协调策略，其中，A.参考点优化：基于长期预测数据，对包括分布式电源、电动汽车、储能、电压源型换流器及直流变压器在内的可控设备的运行参考点进行优化调度，以实现节能运行；B.控制参数优化：基于短期预测数据，优化包括下垂系数在内的控制参数，以确保调度间隔内的系统安全性；C.两时间尺度协调策略：两时间尺度协调策略是长期和短期优化之间的滚动策略；2)统一控制作为中间控制层：统一控制在系统控制中心中实现，根据调度指令和实时运行状态信息为可控设备生成实时控制指令，包括电压，功率和控制模式；系统控制中心实现工作模式管理，系统启停控制，故障穿越控制，直流电压控制，有功功率控制和无功功率控制；A.工作模式管理：对于电压源型换流器，有三种控制模式：直流电压控制模式、恒功率控制模式和恒交流电压和频率控制模式，在直流电压控制模式下，换流器相当于有功平衡节点，保持有功功率平衡和直流电压稳定，在恒功率控制模式下，通过调节交流侧电压源型换流器的输出电压幅值和相位，将交换的有功功率和无功功率控制为预设值，恒交流电压和频率控制模式用于无源场合；B.启停控制：平滑地为每个直流电容充电，以防止过电压或者过电流，从而减轻电气设备的压力，采用具有启动电阻的自励预充电方法；C.故障穿越控制：拓扑结构采用伪双极拓扑结构，接地方式采用换流变压器的高阻接地方式，低压和过流保护用于主保护，差动保护作为系统的后备保护，利用故障限流器限制故障电流的上升速率，直流断路器快速切除直流故障的方法来实现故障穿越；D.直流电压和功率控制：电压源型换流器采用电压外环—电流内环的控制结构，内环是电流控制，实现d/q轴的解耦控制；外环控制根据控制对象的不同分为定电压控制、定功率控制和定交流电压控制模式；3)分布式自治控制作为底层控制分布式自治控制属于设备级控制，实现设备的即插即用，分布自治控制包括：电流内环控制，功率‑电压下垂控制，单个换流器无扰并网和控制模式自动平滑切换。