直流配电网的控制策略
柔性直流输电系统的联网和孤岛运行通用控制策略
柔性直流输电系统的联网和孤岛运行通用控制策略发布时间：2021-05-07T16:14:54.757Z 来源：《当代电力文化》2021年1月第3期作者：赵静曹力雄[导读] 当前柔性直流输电系统缺乏在联网和孤岛运行条件下的通用控制策略的现状赵静曹力雄内蒙古东部电力有限公司检修分公司±800千伏扎鲁特换流站内蒙古通辽市 028000摘要：当前柔性直流输电系统缺乏在联网和孤岛运行条件下的通用控制策略的现状,根据高压电网的特点引入了交流侧的频率—有功功率的下垂控制和直流侧的有功功率—直流电压的下垂控制。
在电压控制模式下, 换流站不需要锁相环即具备独立运行的能力。
但此时的同步相位是直接给定的,柔性直流输电系统的换流站如何与其他发电机并列运行,仍是一个问题。
本文根据高压电网的特点,设计了高压大容量换流站的频率—有功功率的下垂控制,并将这种下垂控制与电压控制模式相结合,得到了适用于换流站联网和孤岛运行模式的通用控制策略。
关键词：柔性直流输电；联网；孤岛运行随着城市规模的不断扩大，已有的交流输电技术越来越难以满足城市用电负荷的快速增长，城市配电网增容改造遇到瓶颈。
此外，目前孤岛、海上钻井平台等无源性负荷大多采用昂贵的本地发电装置，既不经济，又不环保。
因此，迫切需要探索更加灵活、环保的输电方式。
由于采用了自换相的电压源换流器,柔性直流输电系统具备有功和无功功率独立控制、向弱电网和无源网络供电等传统直流输电系统不具备的功能。
柔性直流输电技术拓展了直流输电的应用领域,除了将其应用于传统电网互联,还可用于孤远电网和海上风电场等弱电网联网。
当连接至换流站的交流电网为有源网络时,换流站和同步发电机将并列运行,柔性直流输电系统将工作于联网模式下;当连接至换流站的交流电网为无源网络时,换流站将单独工作,柔性直流输电系统将工作于孤岛模式下。
一、柔性直流输电系统柔性直流输电(VSC-HVDC)是采用电压源型换流技术的直流输电技术，即由具有可控关断能力的电力电子器件如绝缘栅双极晶体管(IGBT)组成的换流器技术。
直流微电网能量控制策略的研究
中图分类号 ： Ｔ Ｍ６ １ ５
文献标 志码 ： Ａ
直流微 电网能量控制策略的研究
毕大强 ， 赵润富 ， 葛宝明 ， 王 琚
（ １ ． 清华 大 学 电机 系 电力 系统 国家重点 实验 室 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ４ ； ２ ． 北京 交通 大学
电气工程 学 院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ４ ４ ）
Ｂ Ｉ Ｄａ — ｑ ｉ ａ ｎ ｇ ， Ｚ ＨＡＯ Ｒｕ ｎ — ｆ ｕ ， Ｇ Ｅ Ｂ ａ ｏ — ｕｉ ｒ ｎ ｇ ￣ ， ＷＡＮＧ Ｊ ｕ ｎ
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｒ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ４ ４ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋ ｅ ｙ Ｉ ｚ ｂ ｏ ｆ
了工作 模 式 的平 滑切 换 ， 满足 了系统 的设 计 要 求 。
关键词 ： 直 流微 电 网 ； 能量管理 ； 离 网模 式 ； 并 网模 式 ； 直 流母 线
Ａ Ｎｏ ｖ ｅ ｌ Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｙ ｆ ｏ ｒ ＤＣ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ － ｇ ｒ ｉ ｄ Ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｉ ｃ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ＭＰ Ｐ Ｔ ｍｏ ｄ ｅ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｕ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｐ Ｖ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｔ ｏ ｃ ｏ ｎ ｒｏ ｔ ｌ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ ． Ｗ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ
电力系统中的电网电流控制策略
电力系统中的电网电流控制策略电力系统是现代社会不可或缺的重要基础设施，而电网电流的控制对于保障电力系统的可靠性和稳定运行具有至关重要的意义。
本文将介绍电力系统中的电网电流控制策略，包括基本概念、控制方法和未来发展趋势。
一、概述电力系统中的电网电流是指通过电力输送线路的电流大小。
电力输送线路的电流过大会引发线路损耗增加、设备过热等问题，甚至造成电力系统的故障。
因此，采取有效的电网电流控制策略对于保障电力系统的运行至关重要。
二、传统电网电流控制策略1. 电力线路参数设计：通过合理设计输电线路的导线材料、截面积和长度等参数，控制电线的电阻和电抗，从而限制电网电流的大小。
2. 电力线路分段：将长距离的输电线路划分为若干短段，采用中间变电站进行电能输送，减小单个线路上的电流流过的距离，从而控制电网电流。
3. 电力输电线路增容：适时对电力输电线路进行改造，提高输电线路的电流承载能力，增加输电线路各个设备的参数值，以增加电网电流的承载能力。
三、新型电网电流控制策略随着电力系统的发展和技术的进步，新型的电网电流控制策略不断涌现，为电力系统的安全运行提供更加可靠的保障。
1. 直流输电技术：通过采用直流输电而不是传统的交流输电方式，可以降低电网电流的损耗，提高输电效率。
2. 柔性交流输电技术：采用柔性交流输电技术，可以根据实际需求调整输电线路的参数，实现电网电流的灵活控制。
3. 智能电网技术：智能电网通过增加传感器、监测设备和自动化系统等，实现实时的电网电流监测和控制，提高电网的可靠性和安全性。
4. 新能源接入策略：随着可再生能源的大规模接入电力系统，针对其波动性和不确定性，采取有针对性的电网电流控制策略，保证电力系统的稳定运行。
四、未来发展趋势1. 大数据与人工智能：利用大数据和人工智能技术，对电力系统的电流进行智能预测和控制，提高对电网电流的精准监测和调控能力。
2. 分布式电源和能量储存技术：采用分布式电源和能量储存技术，将电力输送线路进行合理布局和配置，最大限度地降低电网电流的损耗。
光储直流微网容量优化配置与协调控制策略研究
总的来说，光储直流微电网系统的协调控制策略是实现其稳定、高效运行的 关键。本次演示提出的基于模型预测控制的协调控制策略为解决这一问题提供了 有效的解决方案。然而，这只是协调控制策略研究的一部分，未来还需要进一步 研究和探索更为复杂、适应更多场景的控制策略。随着光储直流微电网系统的广 泛应用和发展，其协调控制策略的研究和应用也将面临更多新的挑战和机遇。
储能系统的容量配置是光储直流微网的关键之一。储能系统可以平衡光伏发 电的不稳定性和负荷波动，从而提高系统的可靠性。在确定储能系统的容量时， 需要考虑以下几个方面：
1、功率密度：储能系统的功率密度是指单位重量所能够存储的能量。高功 率密度可以减小储能系统的体积和成本，但也需要注意电池的温度管理和热扩散 等问题。
4、可靠性：储能系统的可靠性 是指其正常运行时间、寿命和维 护费用等指标
1、负载类型：直流负载的类型包括恒定负载、可变负载和冲击性负载等。 不同类型的负载对电源的影响也不同，需要根据实际情况选择相应的控制策略和 配置方案。
2、负载时间：直流负载的使用时间也会影响电源的运行效率和稳定性。如 果负载时间较长，则需要增加电源容量，否则会影响电源的运行效率和稳定性。
因此，光储直流微网的容量优化配置和协调控制策略对于提高系统的能源利 用率、可靠性、稳定性以及降低运行成本具有重要意义。
容量优化配置
光储直流微网的容量优化配置包括光伏发电系统的容量配置、储能系统的容 量配置以及直流负载的配置。
光伏发电系统的容量配置主要取决于当地的气候条件、地理位置、遮挡等因 素。在确定光伏发电系统的容量时，需要考虑这些因素对光伏发电量的影响。此 外，还需要考虑光伏发电系统的并网和运行控制策略，以确保系统能够满足负荷 需求。
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分布式光伏发电直流型微电网及其控制策略
分布式光伏发电直流型微电网及其控制策略发表时间：2018-04-19T14:49:27.527Z 来源：《电力设备》2017年第33期作者：郑宁浪[导读] 路由器和交换机等网络设备、数码打印机和传真机等。
许多直流负荷和为其供电的直流电源或供电电路直流环节都是一对一的形式,即直流电源或供电电路直流环节并没有形成直流供电网向多个负荷同时提供直流电能。
（国网浙江省电力公司杭州供电公司 311225） 1 光伏发电直流微电网背景及意义 1.1直流微电网存在的客观要求目前,世界各国公共电网采用输送交流电能给用户端负荷。
越来越多的负荷可使用直流电或在其供电电路中具有直流环节。
这些直流负荷中有些使用微型直流电源供电,如手电、收音机、钟表等使用普通干电池;有些使用可充电电池供电,如使用铿离子电池或铅酸蓄电池等的笔记本电脑、手机、电动自行车等,充电电池供电时相当于小型直流电源,当其储存的电能用尽后再通过充电器从公共电网获取电能,此时充电电池相当于一个直流负荷;有些用电设备则是通过供电电路先把交流电转换成符合供电要求的直流电后再使用,如台式电脑、路由器和交换机等网络设备、数码打印机和传真机等。
许多直流负荷和为其供电的直流电源或供电电路直流环节都是一对一的形式,即直流电源或供电电路直流环节并没有形成直流供电网向多个负荷同时提供直流电能。
1.2 直流微电网供电特点直流微电网是一种新型的供电系统,相较于传统交流电网供电方式,利用直流微电网供电可以有效避免交流电网供电中的许多问题,如不需要进行无功补偿等,直流微电网给用户提供的电能质量主要取决于负荷侧电力电子装置,因此使用合适的电力电子装置就能提供给负荷高质量的电能。
包含直流微电网在内的直流供电系统中直流母线电压值是衡量系统电能平衡与否和电能质量高低的唯一标志,因此在直流微电网中使用的控制方法比传统交流电网大为简化,同时直流微电网比交流电网更容易解决多分布式电源之间的协调问题,提高供电的可靠性和稳定性。
电力系统中的电网电压控制策略
电力系统中的电网电压控制策略电力系统是一个复杂的网络，主要由发电厂、输电网和配电网构成，为了维持电网的稳定运行，电网电压控制策略显得尤为重要。
本文将介绍电力系统中常用的电网电压控制策略，并探讨其原理和应用。
一、感性无功补偿控制策略感性无功补偿控制策略是一种常见的电网电压控制策略，其主要原理是通过调节并控制电网中的感性无功功率来稳定电网电压。
感性无功补偿设备可以根据电网负载的变化自动调整无功功率的输出，以保持电网的电压在较稳定的范围内。
这种策略特别适用于电网负载较大且波动较大的情况，可以有效地提高电网稳定性。
二、容性无功补偿控制策略容性无功补偿控制策略是另一种常见的电网电压控制策略，其原理是通过调节并控制电网中的容性无功功率来稳定电网电压。
容性无功补偿设备能根据电网负载的变化自动调整无功功率的输出，以维持电网电压在合适的范围内。
这种策略适用于电网负载较小、波动较小的情况，可以提高电网的电压稳定性。
三、直接电压控制策略直接电压控制策略是一种更为先进的电网电压控制策略，其原理是通过控制电网连接点处的电压，直接实现对电网电压的控制。
该策略采用先进的电力电子装置和先进的控制算法，能够实现电压的快速调节和稳定控制。
直接电压控制策略具有响应速度快、控制精度高等优点，广泛应用于电力系统中。
四、分布式电压控制策略随着分布式电源的普及和应用，分布式电压控制策略得到了广泛关注和应用。
分布式电压控制策略是一种基于分布式电源和智能电网技术的新型控制策略，能够通过调节分布式电源的输出来实现对电网电压的控制。
该策略具有灵活性高、响应速度快等优点，能够提高电网的稳定性和可靠性。
总之，电力系统中的电网电压控制策略多种多样，根据电网负载和运行情况的不同选择不同的控制策略是至关重要的。
合理的电网电压控制策略可以提高电网的稳定性和可靠性，确保电力系统的正常运行。
在未来的发展中，随着新技术的不断涌现，我们相信电网电压控制策略将会进一步完善和提高。
配电网多端柔性互联协调控制策略
ELECTRIC DRIVE2024Vol.54No.4电气传动2024年第54卷第4期配电网多端柔性互联协调控制策略陶艳，王晨清，郑明忠，袁宇波，孔祥平，林金娇（江苏省电力试验研究院有限公司，江苏南京211100）摘要：随着社会经济的快速发展和新型电力系统建设的加快推进，柔性互联逐渐成为配电网网架升级和灵活调控能力提升的重要技术手段。
针对多端柔性互联系统的功率控制需求，提出了一种面向工程应用的功率协调控制策略，包括在部分馈线重载时合理分配功率的重载限制控制，以及在所有馈线重载时优化潮流分布的功率均衡控制。
基于所提策略开发了柔性互联协调控制装置并应用于实际工程。
基于电网真实数据的案例分析和工程实测数据验证了所提策略能够应对不同负荷/电源特性的配电网柔性互联场景，有效解决配电网中馈线重载和光伏倒送的问题，提高配电网的供电效率和安全性。
关键词：配电网；柔性互联；协调控制；重载限制；功率均衡中图分类号：TM732文献标识码：A DOI：10.19457/j.1001-2095.dqcd25269Coordinated Control Strategy for Multi-terminal Flexible Interconnection System in Distribution Network TAO Yan，WANG Chenqing，ZHENG Mingzhong，YUAN Yubo，KONG Xiangping，LIN Jinjiao（Jiangsu Electric Power Test Research Institute Co.，Ltd.，Nanjing211100，Jiangsu，China）Abstract：With the rapid development of the society and economy and the accelerated construction of new power systems，flexible interconnection has gradually become an important technical means for upgrading the structure and enhancing the flexible regulation ability of distribution network.A power coordinated control strategy for engineering applications was proposed to address the power control requirements of multi-terminal flexible interconnection systems，including heavy-load limiting control for the rational power distribution when some feeder lines were heavy-loaded，and power balance control for power flow optimization distribution when all feeders were heavy-loaded.A flexible interconnection coordinated control device was developed based on the proposed strategy and applied to practical engineering.The case analysis based on the real load data and the measured data of the project verify that the proposed strategy can deal with different flexible interconnection scenarios with different load/power characteristics，effectively solve the problems of unbalanced feeder load and reverse PV power flow in the distribution network，and improve the power supply efficiency and security.Key words：distribution network；flexible interconnection；coordinated control；heavy-load limiting；power balance在以新能源为主体的新型电力系统建设背景下，配电网用电需求增长与网络结构不合理的矛盾和分布式能源广泛接入与电网消纳能力有限的矛盾时空交织，造成现有配电网负荷分布严重不均衡，影响电网安全稳定运行[1-2]。
直流配电网故障分析和继电保护策略分析
识别和隔离直流配电网故障的时候，需要充分的考虑直流配电系统特点和业务需求，摆脱交流电系统的继电保护体系来研究直流电继电保护。对直流配电网进行继电保护和隔离故障，就要有机结合这两者之间的共同点，适用不同点，对实际的电力工程中隔离故障工作提出符合实际，具有新理念的继电保护原理。继电保护要和直流配电网的应用场景想结合，如果技术条件能够允许，那么就要在追求成本控制的同时加快发展速度。继电保护还需要结合测量系统，在进行继电保护工作时，要综合考虑系统动态特性以及测量产生的误差，避免因为不确定因素导致工作开展出现阻碍。
参考文献：
不能简单的将保护直流配电网和研究控制分隔开来，因为受控性的电力电子器件大多数的都存在于直流配电网中，那么直流配电网故障特征已经开始从很早之前的物理特性向着控制特性转变，电力工程研究工作人员在探究如何保护直流配电网的过程中，就需要充分的结合控制方式特点，从而能够保证控制保护“一体化”推动整个配电网系统进步。
若是直流配电网系统利用其中一极进行接地，那么另一极的接地故障相当于极间短路，那么接地的这一极出现接地故障时不会对系统正常运行造成影响的，这时的换流变压器接地方式更是不会影响其故障特性。若是直流系统和换流变压器都没有接地，那么单极故障电流就只能借助于线路的杂散电容构成一条通路，故障电流不大。可是在电力系统在正常运行的时候，是难以知晓直流线路正极与负极电压的，并且不能恢复因故障而造成的不平衡电压。电网系统中换流变压器阀侧中性点接地的时候，若出现直流接地故障就会使得变压器接地点和故障接地点利用直流配电网换流器构成放电回路，这时候就会将故障特性和故障电阻之间形成必要的关系，清楚故障之后，直流线路的正极和负极电压都可以恢复到直流配电网的正常水平。
配电网静止无功补偿器直流侧电压控制策略
配电网静止无功补偿器直流侧电压控制策略
王光政;平增;张娟;姚永刚
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】2013(000)008
【摘要】在配电网中，配电网静止无功补偿器（D-STATCOM）通常采用双闭环的控制策略，在该策略中需要保持D-STATCOM直流侧电压的稳定。
直流侧电压的稳定一般采用的是传统的PI控制，但是传统的PI控制容易使D-STATCOM呈现严重的非线性，并且具有较大的超调量和静差，响应速度也较慢，同时传统Pl 控制参数选择也很困难，难以满足D-STATCOM控制要求。
为解决此问题将免疫反馈机理和模糊控制与传统的PI控制相结合，设计了模糊免疫PI控制来保持D-STATCOM直流侧电压的稳定。
仿真结果显示，此种控制较传统的PI控制具有更好的效果，可以让直流侧的电压保持稳定。
【总页数】5页(P53-57)
【作者】王光政;平增;张娟;姚永刚
【作者单位】华北水利水电学院,郑州,450045;华北水利水电学院,郑州,450045;华北水利水电学院,郑州,450045;郑州祥和集团电力工程有限公司,郑州,450000【正文语种】中文
【中图分类】TM761
【相关文献】
1.配电网静止无功补偿器设计及其并联运行策略 [J], 刘守明;韩爱芝;张之昊;武建文
2.基于SVD方法的多台配电网静止无功补偿器交互影响分析 [J], 王振浩;姚艳菊;陈继开
3.静止同步无功补偿器应用于配电网中的研究 [J], 马莹;
4.配电网静止无功补偿器的解耦控制策略 [J], 王光政;平增;张娟;韩永杰
5.利用配电网静止无功补偿器改善配电网电能质量的方法 [J], 袁佳歆;陈柏超;万黎;姜芳芳
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并网型直流微电网主动协调控制方法
并网型直流微电网主动协调控制方法随着电力系统规模不断扩大和电力质量、可靠性的不断提高，微电网技术逐渐受到广泛关注。
微电网既可以作为电源给局部负载供电，也可以与电网进行并网运行，具有能量管理灵活、可靠性高的优点。
然而，在微电网与电网并网运行时，需要实现系统的主动协调控制，以确保稳定、可靠的运行。
本文针对并网型直流微电网，提出了一种主动协调控制方法，该方法主要包括两个方面：微电网内部要实现协调控制，通过能量管理策略和协调控制算法保证微电网内各个单元之间的负荷均衡和能量交互；与电网之间的协调控制，通过快速响应外部电网变化，保证微电网与电网的功率交互平稳。
首先，针对微电网内部的协调控制，我们采用基于博弈论的能量管理策略。
该策略将微电网内各个单元视为参与博弈的玩家，通过设置策略和博弈规则，使得微电网内的各个单元在平衡状态下达到最佳利益分配，并确保各个单元之间的能量交互平稳，避免过度负荷或能量浪费的情况出现。
其中，策略设置包括分配策略和交互策略两种，通过算法实现能量的分配和交互的协调，从而优化微电网内能量利用效率。
其次，针对微电网与电网之间的协调控制，我们采用基于模糊逻辑的协调控制算法。
该算法利用模糊集合理论，将电网变化响应能力刻画为“优秀”、“一般”、“不足”等不同程度的模糊量化规则，并通过模糊综合评判实现微电网对外部电网变化的响应和调整。
针对电力系统的实时性要求，我们还采用了半实时的方法，通过设定时间戳和数据时限，确保协调控制算法在规定的时间内能够输出响应策略。
综上所述，本文提出的并网型直流微电网主动协调控制方法，在微电网内部实现能量均衡和交互协调，在微电网与电网之间实现快速响应和平稳交互，具有一定的实用性和推广价值。
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光伏和风机端
联网模式下，光伏和风机采取MPPT控制策略； 离网模式下，采取电压分层控制策略 即 电压在正常范围时，采取MPPT策略 电压超出正常范围，采取恒压控制策略 储能端 联网模式下，根据不同时段、不同场景，从协 调控制层获取控制策略 离网模式下，储能采取下垂模式
8
负荷端 正常运行 和 切负荷运行 并网换流站
本文根据每个时段多个交流配网消纳能力和储能状态，提出了 基于时段前预测的联网协调运行策略。 负荷预测 风电、光电预测
3
集中分布式整体架构
1.联网运行模式 2.离网运行模式
4
集中控制层策略
1.联网运行协调控制
P v P w P L P E P 1P 2 P 3
预测 未消纳功率
P P v P w P L
换流站调节模式 和 换流站储能联调模式
5
集中控制层策略
2.离网运行协调控制
P ） v P w P L P E （P 1、P 2、P 3为0
正常运行、弃风、弃负荷
6
分布式控制层策略
分布式控制层的每个单元可以根据集中控制 层的运行模式、协调控制策略和本地状态做 出相应控制策略的调整。
光伏和风机端 并网换流站 储能端 负荷端
下垂控制运行网的集中—分布式控制策略
杨舒婷,王承民,李骄阳,谢宁,王勇. 直流配电网的集中-分布式控制策略[J]. 电网技术,2016,10:3073-3080. 2016.12.19
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主要内容及创新点
目前已有文献在协调控制策略方面主要利用基于电压分层的策 略来协调主网、储能和分布式电源各端口，但此策略难以满足 具有运行边界约束的多换流站运行，同时储能单纯地以没有充 满则充电的原则运行，无法适应长时间尺度下的协调运行。