本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)配電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)領(lǐng)域，具體講涉及一種直流配電網(wǎng)的功率-電壓協(xié)調(diào)控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

直流配電網(wǎng)是以直流為主導(dǎo)的電能配送系統(tǒng)，其利用電壓源換流器的柔性直流技術(shù)和潮流靈活可控的特點(diǎn)，為解決現(xiàn)代電力系統(tǒng)面臨的新能源接入、直流負(fù)載高效供電、負(fù)荷中心無(wú)功電源不足的問(wèn)題提供了有效的方法。直流配電網(wǎng)的首要問(wèn)題是功率控制，而直流電網(wǎng)有功功率平衡情況由直流電壓體現(xiàn)，因此直流配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵在于控制直流電壓。

直流配電網(wǎng)的電壓控制方式主要包括電壓下垂控制和主從控制，其中，電壓下垂控制是指換流站直流側(cè)的輸出電壓隨電流的增加而降低，也稱為帶電壓下垂特性的控制方式。下垂控制為多點(diǎn)控制，控制器通過(guò)測(cè)量本地直流母線電壓對(duì)功率分配進(jìn)行調(diào)節(jié)，因而不依賴于換流站間的高速通訊，但是當(dāng)下降斜率設(shè)置較陡時(shí)，如果出現(xiàn)功率變化時(shí)，電壓變化較多將會(huì)影響電能質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

目前針對(duì)直流配電系統(tǒng)的研究主要集中于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵設(shè)備的研究，而針對(duì)直流配電網(wǎng)的功率/電壓控制，需要提出一種多時(shí)間尺度分層協(xié)調(diào)的直流配電系統(tǒng)功率-電壓協(xié)調(diào)控制模式，并需要針對(duì)不同時(shí)間尺度提出響應(yīng)控制策略。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

直流配電網(wǎng)含多個(gè)換流站，涉及電源負(fù)荷功率平衡、電壓質(zhì)量等問(wèn)題，為了滿足現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展的需要，本發(fā)明提供了一種針對(duì)直流配電網(wǎng)的運(yùn)行控制按照控制時(shí)間和控制層次構(gòu)建相應(yīng)的控制模式的不同時(shí)間尺度下的控制目標(biāo)及策略，及一種直流配電網(wǎng)多時(shí)間尺度下功率-電壓協(xié)調(diào)控制方法及裝置。

本發(fā)明提供的一種直流配電網(wǎng)的控制方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括：在負(fù)荷擾動(dòng)時(shí)，根據(jù)預(yù)先建立的下垂控制曲線響應(yīng)負(fù)荷變化，通過(guò)調(diào)節(jié)直流電壓實(shí)現(xiàn)換流站節(jié)點(diǎn)的功率平衡；所述下垂控制曲線為根據(jù)對(duì)預(yù)先建立的系統(tǒng)優(yōu)化控制模型求解得到的換流站的功率參考值和電壓參考值確定；

通過(guò)改變換流站的運(yùn)行點(diǎn)并更新運(yùn)行點(diǎn)的功率參考值和電壓參考值實(shí)現(xiàn)電壓無(wú)差調(diào)節(jié)，消除直流電壓一次調(diào)節(jié)的偏差。

進(jìn)一步的，所述根據(jù)預(yù)先建立的下垂控制曲線響應(yīng)負(fù)荷變化，通過(guò)調(diào)節(jié)直流電壓實(shí)現(xiàn)換流站節(jié)點(diǎn)的功率平衡為第一時(shí)間尺度，所述系統(tǒng)優(yōu)化控制模型為第二時(shí)間尺度，所述第一時(shí)間尺度短于所述第二時(shí)間尺度。

進(jìn)一步的，下垂控制曲線如下式所示：

其中，p和u為實(shí)時(shí)的有功功率與直流電壓；uref和pref：分別為換流站的電壓參考值和功率參考值；k為下垂系數(shù)；p^max和p^min分別為對(duì)應(yīng)換流器的最大和最小輸出功率。

進(jìn)一步的，在所述根據(jù)預(yù)先建立的下垂控制曲線響應(yīng)負(fù)荷變化，通過(guò)調(diào)節(jié)直流電壓實(shí)現(xiàn)換流站節(jié)點(diǎn)的功率平衡之前，還包括：

根據(jù)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，將交流變直流換流站及其所連的直流線路與負(fù)荷確定為系統(tǒng)優(yōu)化控制模型的直流配電網(wǎng)區(qū)域；

確定所述直流配電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)的換流站個(gè)數(shù)。

進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)優(yōu)化控制模型的網(wǎng)損最小目標(biāo)函數(shù)為：

其約數(shù)條件如下式所示：

其中：ui和uj：分別為節(jié)點(diǎn)i和j的電壓；gij為節(jié)點(diǎn)i和j之間的電導(dǎo)；gii為節(jié)點(diǎn)i與地間電導(dǎo)之和；pgi和pli分別為i節(jié)點(diǎn)的電源和負(fù)荷功率；和分別為直流電壓的上下限值；udc,i：節(jié)點(diǎn)i的直流電壓值；表示節(jié)點(diǎn)i處換流站的最大允許傳輸功率；|pi|：節(jié)點(diǎn)i處換流站傳輸功率值；為連接點(diǎn)k處最大允許傳輸電流；|idc,k|：連接點(diǎn)k處的傳輸電流值。

進(jìn)一步的，求解預(yù)先建立的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化控制模型得到換流站的功率參考值和電壓參考值的過(guò)程包括：

將原來(lái)含有不等式約束條件的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化控制模型轉(zhuǎn)化為與其等價(jià)的含有等式約束條件的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化控制模型；

確定等價(jià)轉(zhuǎn)化后的模型的新的目標(biāo)函數(shù)為其約束條件為：其中，minf(x)為非線性的目標(biāo)函數(shù)，x為n維狀態(tài)向量，h(x)是m維等式約束條件，g(x)為r維不等式約束條件，松弛變量l和u均為r維列向量；λ>0，為障礙因子；gmin和gmax：分別為r維不等式約束條件的最小值和最大值；

應(yīng)用拉格朗日乘數(shù)法對(duì)所述新的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解；

將求得的換流站的功率和電壓值作為換流站的功率參考值和電壓參考值。

進(jìn)一步的，在負(fù)荷擾動(dòng)時(shí)，換流站根據(jù)下垂控制曲線，通過(guò)有差調(diào)節(jié)保證換流站節(jié)點(diǎn)的功率實(shí)時(shí)平衡；并根據(jù)上層控制器結(jié)合潮流分析結(jié)果，按下式更新功率參考值，消除直流電壓一次調(diào)節(jié)的偏差：pdc2＝r(vdcn-vdc2)；

式中，r為負(fù)荷特性曲線的斜率；pdc2為新的運(yùn)行點(diǎn)的功率參考值；vdcn表示新的運(yùn)行點(diǎn)的電壓參考值，擾動(dòng)前后保持不變；vdc2表示有差調(diào)節(jié)后的電壓。

一種直流配電網(wǎng)的功率-電壓協(xié)調(diào)控制裝置，所述裝置包括：

一次調(diào)節(jié)單元，用于在負(fù)荷擾動(dòng)時(shí)，根據(jù)預(yù)先建立的下垂控制曲線響應(yīng)負(fù)荷變化，通過(guò)調(diào)節(jié)直流電壓實(shí)現(xiàn)換流站節(jié)點(diǎn)的功率平衡；所述下垂控制曲線為根據(jù)對(duì)預(yù)先建立的系統(tǒng)優(yōu)化控制模型求解得到的換流站的功率參考值和電壓參考值確定；

二次調(diào)節(jié)單元，用于通過(guò)改變換流站的運(yùn)行點(diǎn)并更新運(yùn)行點(diǎn)的功率參考值和電壓參考值實(shí)現(xiàn)電壓無(wú)差調(diào)節(jié)，消除直流電壓一次調(diào)節(jié)的偏差。

進(jìn)一步的，所述裝置還包括：

建模單元，用于在負(fù)荷擾動(dòng)之前，根據(jù)直流配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、電源和?fù)荷情況，建立系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化控制模型；

計(jì)算單元，用于根據(jù)對(duì)預(yù)先建立的系統(tǒng)優(yōu)化控制模型的求解，計(jì)算換流站的功率參考值和電壓參考值；

曲線生成單元，根據(jù)所述換流站的功率參考值和電壓參考值確定下垂控制曲線。

進(jìn)一步的，所述計(jì)算單元包括：

等價(jià)轉(zhuǎn)化子單元，用于將原來(lái)含有不等式約束條件的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化控制模型轉(zhuǎn)化為與其等價(jià)的含有等式約束條件的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化控制模型；

函數(shù)確定子單元，用于確定等價(jià)轉(zhuǎn)化后的模型的新的目標(biāo)函數(shù)；

求解子單元，用于應(yīng)用拉格朗日乘數(shù)法對(duì)所述新的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解；將求得的換流站的功率和電壓值作為換流站的功率參考值和電壓參考值。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果：

1、本發(fā)明提供的技術(shù)方案由對(duì)預(yù)先建立的長(zhǎng)時(shí)間尺度系統(tǒng)優(yōu)化控制模型的求解，計(jì)算換流站功率參考值和電壓參考值--根據(jù)所述換流站的功率參考值和電壓參考值確定下垂控制曲線--根據(jù)建立的下垂控制曲線在短時(shí)間尺度下負(fù)荷擾動(dòng)時(shí)改變換流站的運(yùn)行參考值作無(wú)差調(diào)節(jié)，本發(fā)明使用長(zhǎng)時(shí)間尺度調(diào)節(jié)和短時(shí)間尺度下的調(diào)節(jié)相結(jié)合的功率-電壓協(xié)調(diào)控制方法，提高了直流配電網(wǎng)的運(yùn)行效率，提高了運(yùn)行可靠性，能保證直流配電網(wǎng)的電能質(zhì)量。

2、本發(fā)明提供的技術(shù)方案建立了多時(shí)間尺度分層協(xié)調(diào)控制模式，提出了長(zhǎng)時(shí)間尺度系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化控制策略和短時(shí)間尺度設(shè)備級(jí)電壓無(wú)差控制策略，使直流配電網(wǎng)控制更加清晰、明確，降低了配電網(wǎng)線損并保證了電網(wǎng)的實(shí)時(shí)功率平衡，提高了電網(wǎng)電壓質(zhì)量。

3、本發(fā)明提供的技術(shù)方案在負(fù)荷擾動(dòng)時(shí)，換流站根據(jù)下垂控制電壓曲線，通過(guò)有差調(diào)節(jié)保證各換流站節(jié)點(diǎn)的功率實(shí)時(shí)平衡，并通過(guò)調(diào)整參考值做無(wú)差調(diào)節(jié)，能實(shí)現(xiàn)直流配電網(wǎng)功率-電壓的有序控制，同時(shí)解決電壓下垂控制時(shí)可能引起的電壓偏差問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提供的直流配電網(wǎng)多時(shí)間尺度分層協(xié)調(diào)控制模式；

圖2為本發(fā)明提供的直流配電網(wǎng)下垂控制特性；

圖3為本發(fā)明提供的直流配電網(wǎng)電壓無(wú)差調(diào)節(jié)過(guò)程示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖并以具體實(shí)施例的方式詳細(xì)介紹本發(fā)明提供的技術(shù)方案。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案主要針對(duì)電壓下垂控制下的直流配電網(wǎng)，構(gòu)建多時(shí)間尺度分層協(xié)調(diào)的直流配電網(wǎng)功率-電壓協(xié)調(diào)控制模式，實(shí)現(xiàn)直流配電網(wǎng)功率-電壓的有序控制，同時(shí)解決電壓下垂控制時(shí)可能引起的電壓偏差問(wèn)題。

直流配電網(wǎng)根據(jù)上級(jí)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)確定配電網(wǎng)預(yù)測(cè)電源、負(fù)荷等結(jié)果及系統(tǒng)電壓等運(yùn)行參數(shù)，并對(duì)優(yōu)化潮流計(jì)算，分配各換流站和配電線路上的潮流分布，向各換流站下達(dá)運(yùn)行計(jì)劃，通過(guò)對(duì)換流站內(nèi)換流器的控制，調(diào)節(jié)換流站的運(yùn)行點(diǎn)，保證直流配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)直流配電網(wǎng)受到小干擾時(shí)，首先換流站通過(guò)下垂控制保證直流母線電壓運(yùn)行于穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，換流站通過(guò)改變運(yùn)行點(diǎn)的功率參考值和電壓參考值，實(shí)現(xiàn)母線電壓無(wú)差調(diào)節(jié)。

根據(jù)以上描述，如圖1所示，將直流配電網(wǎng)運(yùn)行控制從時(shí)間尺度分為長(zhǎng)時(shí)間尺度下的潮流優(yōu)化控制和短時(shí)間尺度下的電壓無(wú)差調(diào)節(jié)；從控制的層次可分為由通過(guò)上層控制器向各換流站下發(fā)指令的系統(tǒng)層以及各換流站各自形成的設(shè)備層。

長(zhǎng)時(shí)間尺度系統(tǒng)級(jí)的控制以直流配電網(wǎng)的網(wǎng)損最小為目標(biāo)，對(duì)直流配電網(wǎng)進(jìn)行潮流優(yōu)化，確定各換流站的運(yùn)行參考值，并通過(guò)上層控制器下發(fā)至各設(shè)備級(jí)換流站。短時(shí)間尺度下的設(shè)備級(jí)控制根據(jù)上層控制器下發(fā)參考值，確定運(yùn)行點(diǎn)，保證直流配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，當(dāng)發(fā)生功率擾動(dòng)時(shí)，通過(guò)換流器下垂曲線實(shí)現(xiàn)直流母線電壓穩(wěn)定控制。

具體實(shí)施時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間尺度可以為分鐘級(jí)，短時(shí)間尺度可以為秒級(jí)。

本發(fā)明提供的直流配電網(wǎng)多時(shí)間尺度下功率-電壓協(xié)調(diào)控制方法包括：

(1)選定直流配電網(wǎng)區(qū)域，并確定直流配電網(wǎng)內(nèi)換流站個(gè)數(shù)，明確各換流站下垂系數(shù)k。

對(duì)已規(guī)劃后的直流配電網(wǎng)提出一種直流配電網(wǎng)多時(shí)間尺度下功率-電壓協(xié)調(diào)控制方法，根據(jù)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，將交流變直流換流站及其所連直流線路及負(fù)荷作為直流配電網(wǎng)區(qū)域，同時(shí)確定選定直流配電網(wǎng)區(qū)域的換流站個(gè)數(shù)，并根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的換流站設(shè)置參數(shù)確定換流站下垂系數(shù)k。

(2)根據(jù)直流配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹㈦娫?、?fù)荷情況，建立長(zhǎng)時(shí)間尺度系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化控制模型的目標(biāo)函數(shù)及約束條件。

長(zhǎng)時(shí)間尺度下的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化控制模型根據(jù)直流配電網(wǎng)的電源、負(fù)荷狀態(tài)，以網(wǎng)損最小為目標(biāo)確定直流配電網(wǎng)潮流分布。

直流配電網(wǎng)區(qū)域網(wǎng)損最小的目標(biāo)函數(shù)如下式所示：

其約束條件為：

其中：式(1)中，ui和uj：分別為節(jié)點(diǎn)i和j的電壓；gij為節(jié)點(diǎn)i和j之間的電導(dǎo)；gii為節(jié)點(diǎn)i與地間電導(dǎo)之和；

式(2)為直流電網(wǎng)的有功功率平衡約束，其中，pgi和pli分別為i節(jié)點(diǎn)的電源和負(fù)荷功率；

式(3)中，和分別為直流電壓的上下限值；udc,i：節(jié)點(diǎn)i的直流電壓值；

式(4)中，表示節(jié)點(diǎn)i處換流站的最大允許傳輸功率；|pi|：節(jié)點(diǎn)i處換流站傳輸功率值；

式(5)中，為連接點(diǎn)k處最大允許傳輸電流；|idc,k|：連接點(diǎn)k處的傳輸電流值。

(3)運(yùn)用內(nèi)點(diǎn)法對(duì)長(zhǎng)時(shí)間尺度系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化控制模型進(jìn)行求解，得到直流配電網(wǎng)以網(wǎng)損最小為目標(biāo)的潮流分布，根據(jù)各換流站的功率pi和電壓值ui確定各個(gè)換流站的參考值。

內(nèi)點(diǎn)法對(duì)長(zhǎng)時(shí)間尺度系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化模型求解步驟如下式所示：

a.將含有不等式約束的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為與其等價(jià)的只含等式約束的新模型。

首先將長(zhǎng)時(shí)間尺度系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化控制模型表示為如下形式：

minf(x)(6)

式(6)是非線性的目標(biāo)函數(shù)，x是n維狀態(tài)向量。式(7)是約束條件，其中h(x)是m維等式約束條件，g(x)為r維不等式約束條件；gmin和gmax：分別為r維不等式約束條件的最小值和最大值。

然后引入松弛變量，將約束條件中的不等式約束化為等式約束：

式中，松弛變量l和u均為r維列向量。

b.在如式(6)所示的目標(biāo)函數(shù)中引入障礙分量，構(gòu)造新的目標(biāo)函數(shù)。

當(dāng)在可行域邊界附近時(shí)，新的目標(biāo)函數(shù)值足夠大，其表達(dá)式為：

其中λ>0，稱為障礙因子。當(dāng)松弛變量接近于可行域邊界時(shí)，新的目標(biāo)函數(shù)會(huì)趨于無(wú)窮大；而在可行域內(nèi)部時(shí)，新的目標(biāo)函數(shù)與原目標(biāo)函數(shù)同解。這樣，原來(lái)含有不等式約束的數(shù)學(xué)模型就轉(zhuǎn)化為與其等價(jià)的只含等式約束的新模型。

c.應(yīng)用lagrange乘數(shù)法求解。

其lagrange函數(shù)為：

式中，y、z、w為拉格朗日乘子向量，也是對(duì)偶變量向量，其維數(shù)分別為m、r、r。而x、l、u為原變量向量。

式(10)的極值存在需滿足kuhn-tucker條件，表達(dá)式為：

式中，l、u、z、w均為r維對(duì)角矩陣，對(duì)角元素分別為向量l、u、z、w中的元素；e為r維列向量，其元素全為1。

式(15)和(16)為互補(bǔ)松弛條件，聯(lián)立求解可得：

式中，令代表是對(duì)偶間隙。

在實(shí)際應(yīng)用中，障礙因子通常按下式計(jì)算：

式中，0<μ<1，代表向心參數(shù)；r為不等式約束維數(shù)。通常的，等μ在0.1附近取值時(shí)，迭代求解的收斂性較好。

由式(11)至式(16)構(gòu)成的非線性方程組可用newton-raphson法迭代求解，其修正方程如下

δl＝▽g(x)δx+fz(19)

δu＝-▽g(x)δx-fw(20)

δz＝-l^-1z▽g(x)δx-l^-1(zfz+fl)(21)

δw＝u^-1w▽g(x)δx+u^-1(wfw-fu)(22)

-fx′＝hδx+▽^th(x)δy(23)

-fy＝▽h(x)δx＝j(luò)δx(24)

式中，令

fx′＝fx+▽^tg(x)[u^-1(wfw-fu)-l^-1(zfz+fl)]

＝▽f(x)+▽^th(x)y+▽^tg(x)[(u^-1(wfw+λe)-l^-1(zfz+λe)](25)

h＝▽²f(x)+y^t▽²h(x)+(z^t+w^t)▽²g(x)+▽^tg(x)(u^-1w-l^-1z)▽g(x)(26)

用矩陣形式表達(dá)成如下式：

式中，h代表修正后的海森矩陣，j代表等式約束的雅可比矩陣。

在求解過(guò)程中，選擇適當(dāng)?shù)某跏贾担⒃谄陂g限制迭代步長(zhǎng)，來(lái)保證解的可行性。即：

式中，δp及δd分別表示原變量向量及對(duì)偶變量向量的迭代步長(zhǎng)。

d.將求得的各換流站的功率pi和電壓值ui作為各個(gè)換流站的功率參考值和電壓參考值，并將參考值發(fā)送至各換流站。

(4)根據(jù)換流站的電壓參考值和功率參考值，以及預(yù)設(shè)的下垂系數(shù)k確定下垂控制電壓曲線，并由上層控制器下發(fā)至各換流站。

根據(jù)長(zhǎng)時(shí)間尺度系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化控制策略所得的換流站的功率pi和電壓值ui確定各個(gè)換流站的下垂控制曲線(下垂系數(shù)k已預(yù)設(shè))，其下垂控制曲線如圖2所示。

可得換流器功率下垂控制曲線如下式所示：

其中，p和u為實(shí)時(shí)有功功率與直流電壓；uref和pref：分別為電壓參考值和功率參考值；k為下垂系數(shù)；p^max和p^min分別為對(duì)應(yīng)換流器的最大和最小輸出功率。

(5)當(dāng)遇到負(fù)荷擾動(dòng)時(shí)，換流站根據(jù)下垂控制電壓曲線，保證各換流站節(jié)點(diǎn)的功率實(shí)時(shí)平衡，但會(huì)引起電壓偏差。此時(shí)，通過(guò)更新?lián)Q流站運(yùn)行點(diǎn)和改變各換流站運(yùn)行點(diǎn)的電壓參考值和功率參考值，實(shí)現(xiàn)電壓的無(wú)差調(diào)節(jié)。

當(dāng)直流配電網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷增加發(fā)生小擾動(dòng)時(shí)，由下垂控制曲線可得直流電壓會(huì)降低。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，含多個(gè)下垂控制換流站的直流配電網(wǎng)，通過(guò)各換流站的下垂控制可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)正常運(yùn)行，但會(huì)導(dǎo)致各節(jié)點(diǎn)的電壓偏離參考值，引起電能質(zhì)量下降或網(wǎng)損增加等問(wèn)題，此時(shí)可通過(guò)改變換流站的參考值實(shí)現(xiàn)電壓無(wú)差調(diào)節(jié)，其具體的調(diào)節(jié)過(guò)程如圖3所示。

在圖3中，直線l1、l2分別為擾動(dòng)前和擾動(dòng)后的負(fù)荷特性曲線，c1、c2分別為調(diào)節(jié)前和調(diào)節(jié)后的下垂功率-電壓曲線。

理想情況下，如果直流網(wǎng)的負(fù)荷特性由l1突然平移到l2，運(yùn)行點(diǎn)由a移到c，如箭頭1所示。但如果換流器功率仍為pdcn，將引起直流電壓下降，運(yùn)行點(diǎn)沿負(fù)荷特性曲線l2移動(dòng)，如箭頭2所示。直流電壓的下降使換流器功率沿特性曲線c1增加，與負(fù)荷特性曲線相交于b，達(dá)到新的平衡。此種情況下為有差調(diào)節(jié)。

換流站根據(jù)下垂控制曲線快速響應(yīng)負(fù)荷變化，運(yùn)行點(diǎn)沿曲線由a點(diǎn)快速移動(dòng)至b點(diǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)直流電壓實(shí)現(xiàn)了換流站節(jié)點(diǎn)的功率平衡，為消除直流電壓一次調(diào)節(jié)的偏差，需要將換流站運(yùn)行點(diǎn)由b點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)，此時(shí)根據(jù)上層控制器結(jié)合潮流分析結(jié)果，按照下式更新電壓參考值和功率參考值：

pdc2＝r(vdcn-vdc2)(30)

式中，r為負(fù)荷特性曲線的斜率；pdc2為新的運(yùn)行點(diǎn)的功率參考值；vdcn表示運(yùn)行點(diǎn)電壓參考值，擾動(dòng)前后保持不變；vdc2表示有差調(diào)節(jié)后的電壓。

一種直流配電網(wǎng)的功率-電壓協(xié)調(diào)控制裝置，所述裝置包括：

一次調(diào)節(jié)單元，用于在負(fù)荷擾動(dòng)時(shí)，根據(jù)預(yù)先建立的下垂控制曲線響應(yīng)負(fù)荷變化，通過(guò)調(diào)節(jié)直流電壓實(shí)現(xiàn)換流站節(jié)點(diǎn)的功率平衡；所述下垂控制曲線為根據(jù)對(duì)預(yù)先建立的系統(tǒng)優(yōu)化控制模型求解得到的換流站的功率參考值和電壓參考值確定；

二次調(diào)節(jié)單元，用于通過(guò)改變換流站的運(yùn)行點(diǎn)并更新運(yùn)行點(diǎn)的功率參考值和電壓參考值實(shí)現(xiàn)電壓無(wú)差調(diào)節(jié)，消除直流電壓一次調(diào)節(jié)的偏差。

建模單元，用于在負(fù)荷擾動(dòng)之前，根據(jù)直流配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、電源和?fù)荷情況，建立系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化控制模型；

曲線生成單元，根據(jù)所述換流站的功率參考值和電壓參考值確定下垂控制曲線。

計(jì)算單元，用于根據(jù)對(duì)預(yù)先建立的系統(tǒng)優(yōu)化控制模型的求解，計(jì)算換流站的功率參考值和電壓參考值；所述計(jì)算單元包括：

等價(jià)轉(zhuǎn)化子單元，用于將原來(lái)含有不等式約束條件的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化控制模型轉(zhuǎn)化為與其等價(jià)的含有等式約束條件的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化控制模型；

函數(shù)確定子單元，用于確定等價(jià)轉(zhuǎn)化后的模型的新的目標(biāo)函數(shù)；

求解子單元，用于應(yīng)用拉格朗日乘數(shù)法對(duì)所述新的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解；將求得的換流站的功率和電壓值作為換流站的功率參考值和電壓參考值。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本申請(qǐng)的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本申請(qǐng)可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本申請(qǐng)可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤(pán)存儲(chǔ)器、cd-rom、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本申請(qǐng)是參照根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來(lái)描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過(guò)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。