本發(fā)明涉及到直流配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及到一種用于柔性直流配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)偏差響應(yīng)指標(biāo)的控制方法。

背景技術(shù)：

在交流系統(tǒng)中，頻率是反映系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)電和負(fù)荷之間能量是否達(dá)到平衡的指標(biāo)。交流系統(tǒng)內(nèi)，負(fù)荷的變化會(huì)造成一個(gè)頻率偏差，這個(gè)偏差會(huì)被發(fā)電機(jī)組調(diào)速器的下降特性削弱一部分，即一次調(diào)頻。交流系統(tǒng)為了恢復(fù)到正常狀態(tài)，需要將已被一次調(diào)頻削弱一部分的剩下的頻率偏差完全消除，即二次調(diào)頻。自動(dòng)發(fā)電控制(agc)是二次調(diào)頻的主要手段，通過(guò)調(diào)整某些被選定的發(fā)電機(jī)的功率輸出，使交流系統(tǒng)的頻率恢復(fù)到額定值。

在直流系統(tǒng)中，直流電壓是反映直流系統(tǒng)功率是否平衡的指標(biāo)。直流系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓直接決定了系統(tǒng)內(nèi)的潮流分布。因此，直流配電系統(tǒng)調(diào)度的基礎(chǔ)是建立穩(wěn)定的直流電壓。但是，直流系統(tǒng)與交流系統(tǒng)不同的地方在于：直流系統(tǒng)的電壓是各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓，是互不相同的多個(gè)電壓值；交流系統(tǒng)的頻率是整個(gè)系統(tǒng)共有的特征，是一個(gè)確定的頻率值。

交流系統(tǒng)的調(diào)度控制方法已有很多研究基礎(chǔ)，相關(guān)的技術(shù)也已經(jīng)十分成熟。但是目前國(guó)內(nèi)外對(duì)直流配電網(wǎng)的研究還處于起步階段，對(duì)于直流配電網(wǎng)的調(diào)度控制策略尚未形成完善的標(biāo)準(zhǔn)體系。隨著柔性直流配電系統(tǒng)的不斷發(fā)展，對(duì)于柔直配電系統(tǒng)的調(diào)度控制技術(shù)也是亟需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)前面所述的現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用于柔性直流配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)偏差響應(yīng)指標(biāo)(gridvoltageerror,gve)的控制方法。本發(fā)明既可以體現(xiàn)源荷功率狀態(tài)偏差，又部分體現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)電壓偏差，可以全面的描述實(shí)際配電網(wǎng)狀態(tài)與理想配電網(wǎng)狀態(tài)的偏差。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是根據(jù)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于柔性直流配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)偏差響應(yīng)指標(biāo)的控制方法，包括以下步驟：

s1：將直流配電網(wǎng)等效成一個(gè)直流功率源，上級(jí)系統(tǒng)經(jīng)ac-dc變流器作為另一個(gè)直流功率源，將直流配電網(wǎng)所有的拓?fù)渚€路等效成兩個(gè)直流功率源之間的傳輸線，由上級(jí)系統(tǒng)等效直流源電壓、傳輸線電阻和上級(jí)直流源向直流配電網(wǎng)等效直流源傳輸?shù)睦硐牍β剩玫降谝痪W(wǎng)絡(luò)電壓gv1；

s2：將直流配電網(wǎng)內(nèi)部所有節(jié)點(diǎn)的控制特性根據(jù)功率加權(quán)進(jìn)行疊加，得到整個(gè)配電網(wǎng)等效直流源的綜合控制特性，利用上級(jí)系統(tǒng)向直流配電網(wǎng)傳輸?shù)膶?shí)際功率即可在綜合控制特性曲線上找出配電網(wǎng)等效直流源的實(shí)際電壓，得到第二網(wǎng)絡(luò)電壓gv2；

s3：結(jié)合第一網(wǎng)絡(luò)電壓gv1和第二網(wǎng)絡(luò)電壓gv2，得到網(wǎng)絡(luò)電壓偏差響應(yīng)gve，其中，gve＝gv1-gv2，gve為實(shí)際源荷功率狀態(tài)和理想源荷功率平衡狀態(tài)之間的偏差。

上述技術(shù)方案中，步驟s1中的第一網(wǎng)絡(luò)電壓gv1通過(guò)下式得到：

其中，vgrid表示上級(jí)系統(tǒng)經(jīng)變流器的母線電壓，pin_expect表示上級(jí)系統(tǒng)向直流配電網(wǎng)傳輸?shù)睦硐牍β剩瑀in表示直流配電網(wǎng)的等效傳輸線電阻。

上述技術(shù)方案中，步驟s2中的第二網(wǎng)絡(luò)電壓gv2通過(guò)下式得到：

gv2＝fintegrated_control(pin_fact)

其中，fintegrated_control表示整個(gè)配電網(wǎng)等效直流源的綜合控制特性函數(shù)，pin_fact表示上級(jí)系統(tǒng)向直流配電網(wǎng)傳輸?shù)膶?shí)際功率。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

1)本發(fā)明既可以體現(xiàn)源荷功率狀態(tài)偏差，又部分體現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)電壓偏差，可以全面的描述實(shí)際配電網(wǎng)狀態(tài)與理想配電網(wǎng)狀態(tài)的偏差，便于后續(xù)制定相關(guān)的調(diào)度控制策略，實(shí)現(xiàn)直流配網(wǎng)的實(shí)時(shí)穩(wěn)定安全運(yùn)行。

2)考慮直流系統(tǒng)的特點(diǎn)，本發(fā)明參考了傳統(tǒng)交流電力系統(tǒng)的頻率、有功功率和調(diào)頻的概念，首次提出了針對(duì)柔性直流配電系統(tǒng)的綜合調(diào)度指標(biāo)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。

圖1為柔性直流配電網(wǎng)調(diào)度控制等效電路；

圖2為柔性直流配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)綜合控制特性曲線；

圖3(a)為八端柔性直流配電網(wǎng)gv1的全天電壓偏差響應(yīng)曲線；

圖3(b)為八端柔性直流配電網(wǎng)gv2的全天電壓偏差響應(yīng)曲線；

圖3(c)為八端柔性直流配電網(wǎng)gve的全天電壓偏差響應(yīng)曲線。

圖4(a)～4(h)為八端柔性直流配電網(wǎng)全天的節(jié)點(diǎn)1到節(jié)點(diǎn)8的理想發(fā)電和負(fù)荷曲線；

圖5(a)～5(h)為八端柔性直流配電網(wǎng)全天的節(jié)點(diǎn)1到節(jié)點(diǎn)8的實(shí)際發(fā)電和負(fù)荷曲線。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

圖1為柔性直流配電網(wǎng)調(diào)度控制等效電路；其中，vgrid表示上級(jí)系統(tǒng)經(jīng)變流器的母線電壓，pin_expect表示上級(jí)系統(tǒng)向直流配電網(wǎng)傳輸?shù)睦硐牍β?，rin表示直流配電網(wǎng)的等效傳輸線電阻。

本發(fā)明的一種用于柔性直流配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)偏差響應(yīng)指標(biāo)的控制方法，包括以下步驟：

s1：將直流配電網(wǎng)等效成一個(gè)直流功率源，上級(jí)系統(tǒng)經(jīng)ac-dc變流器作為另一個(gè)直流功率源，將直流配電網(wǎng)所有的拓?fù)渚€路等效成兩個(gè)直流功率源之間的傳輸線，由上級(jí)系統(tǒng)等效直流源電壓、傳輸線電阻和上級(jí)直流源向直流配電網(wǎng)等效直流源傳輸?shù)睦硐牍β?，得到第一網(wǎng)絡(luò)電壓gv1；

s2：將直流配電網(wǎng)內(nèi)部所有節(jié)點(diǎn)的控制特性根據(jù)功率加權(quán)進(jìn)行疊加，得到整個(gè)配電網(wǎng)等效直流源的綜合控制特性，利用上級(jí)系統(tǒng)向直流配電網(wǎng)傳輸?shù)膶?shí)際功率即可在綜合控制特性曲線上找出配電網(wǎng)等效直流源的實(shí)際電壓，得到第二網(wǎng)絡(luò)電壓gv2；

s3：結(jié)合第一網(wǎng)絡(luò)電壓gv1和第二網(wǎng)絡(luò)電壓gv2，得到網(wǎng)絡(luò)電壓偏差響應(yīng)gve，其中，gve＝gv1-gv2，gve為實(shí)際源荷功率狀態(tài)和理想源荷功率平衡狀態(tài)之間的偏差。

步驟s1中的第一網(wǎng)絡(luò)電壓gv1，由網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)理想源荷功率狀態(tài)共同決定，gv1是一個(gè)包含網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜屠硐朐春晒β薁顟B(tài)的計(jì)算公式，通過(guò)下式得到：

其中，vgrid表示上級(jí)系統(tǒng)經(jīng)變流器的母線電壓，pin_expect表示上級(jí)系統(tǒng)向直流配電網(wǎng)傳輸?shù)睦硐牍β剩瑀in表示直流配電網(wǎng)的等效傳輸線電阻。第一網(wǎng)絡(luò)電壓gv1代表某個(gè)特定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的直流配電網(wǎng)在某個(gè)調(diào)度指令下的最終實(shí)際狀態(tài)。

步驟s2中的第二網(wǎng)絡(luò)電壓gv2，由各個(gè)節(jié)點(diǎn)控制特性和網(wǎng)絡(luò)實(shí)際源荷功率狀態(tài)共同決定，是一個(gè)包含各個(gè)節(jié)點(diǎn)控制特性和實(shí)際源荷功率狀態(tài)的計(jì)算公式通過(guò)下式得到：

gv2＝fintegrated_control(pin_fact)

其中，fintegrated_control表示整個(gè)配電網(wǎng)等效直流源的綜合控制特性函數(shù)，pin_fact表示上級(jí)系統(tǒng)向直流配電網(wǎng)傳輸?shù)膶?shí)際功率。第二網(wǎng)絡(luò)電壓gv2代表同一個(gè)直流配網(wǎng)在同一個(gè)調(diào)度指令下希望得到的的理想穩(wěn)定狀態(tài)。各參數(shù)及綜合控制特性曲線如圖2所示，在該綜合控制特性曲線上，由上級(jí)向直流配電網(wǎng)傳輸?shù)膶?shí)際功率pin_fact可確定該功率值對(duì)應(yīng)的配電網(wǎng)等效直流源的實(shí)際電壓值gv2。當(dāng)pin_fact＝pin_expect時(shí)，有g(shù)v2＝10.000kv。

本發(fā)明的控制方法既可以體現(xiàn)源荷功率狀態(tài)偏差，又部分體現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)電壓偏差，可以更加全面的描述實(shí)際配電網(wǎng)狀態(tài)與理想配電網(wǎng)狀態(tài)的偏差。

本發(fā)明為了使直流系統(tǒng)的狀態(tài)可以被gv1一個(gè)電壓值描述，可將整個(gè)直流配電網(wǎng)等效看作一個(gè)直流功率源，上級(jí)系統(tǒng)經(jīng)ac-dc變流器可以看作另外一個(gè)直流功率源，將直流配電網(wǎng)所有的拓?fù)渚€路等效成兩個(gè)直流功率源之間的傳輸線，由上級(jí)系統(tǒng)等效直流源電壓、傳輸線電阻和上級(jí)直流源向直流配電網(wǎng)等效直流源傳輸?shù)睦硐牍β始纯捎?jì)算出配電網(wǎng)直流源理想電壓，這個(gè)電壓即為第一網(wǎng)絡(luò)電壓。

本發(fā)明的控制方法綜合考慮了第一網(wǎng)絡(luò)電壓gv1以及第二網(wǎng)絡(luò)電壓gv2，既可以體現(xiàn)源荷功率狀態(tài)偏差，又部分體現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)電壓偏差，可以更加全面的描述實(shí)際配電網(wǎng)狀態(tài)與理想配電網(wǎng)狀態(tài)的偏差。

實(shí)施例一

以一個(gè)八端柔性直流配電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)為例，根據(jù)上面幾個(gè)公式，可得到該直流配電網(wǎng)一天內(nèi)的第一網(wǎng)絡(luò)電壓、第二網(wǎng)絡(luò)電壓和網(wǎng)絡(luò)電壓偏差響應(yīng)，如圖3(a)～3(c)所示，圖3(a)為八端柔性直流配電網(wǎng)gv1的全天電壓偏差響應(yīng)曲線；圖3(b)為八端柔性直流配電網(wǎng)gv2的全天電壓偏差響應(yīng)曲線；圖3(c)為八端柔性直流配電網(wǎng)gve的全天電壓偏差響應(yīng)曲線。由下垂控制特性決定的圖5(a)～5(h)，圖5(a)～5(h)為八端柔性直流配電網(wǎng)全天的節(jié)點(diǎn)1到節(jié)點(diǎn)8的實(shí)際發(fā)電和負(fù)荷曲線，而圖4(a)～4(h)為八端柔性直流配電網(wǎng)全天的節(jié)點(diǎn)1到節(jié)點(diǎn)8的理想發(fā)電和負(fù)荷曲線；如果圖5(a)～5(h)與對(duì)應(yīng)的圖4(a)～4(h)存在較大偏差，即表明節(jié)點(diǎn)電壓也存在較大偏差，可能會(huì)超過(guò)允許電壓波動(dòng)范圍。而圖3中的gve指標(biāo)變化趨勢(shì)與圖5與圖4的功率偏差變化趨勢(shì)近似一致。所以，結(jié)合圖3-5，可以發(fā)現(xiàn)，gve指標(biāo)可以近似反映出實(shí)際穩(wěn)定狀態(tài)和調(diào)度理想狀態(tài)的偏差。在1號(hào)平衡節(jié)點(diǎn)傳輸功率較大時(shí)，gve指標(biāo)數(shù)值較?。辉?號(hào)平衡節(jié)點(diǎn)傳輸功率較小時(shí)，gve指標(biāo)數(shù)值較大。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例和實(shí)施例中的特征可以任意相互組合。