CN107404119B - 一种电动汽车负荷转供系统的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电动汽车负荷转供系统的控制方法，属于电力电子领域。本发明在电动汽车负荷转供系统的低压配电台区通信正常时，对电动汽车负荷转供系统实施基于配变容量比例及可用容量限额的下垂控制，在电动汽车负荷转供系统的低压配电台区通信故障时，对电动汽车负荷转供系统实施基于随机因子的后备控制，后者进一步包括当1个低压配电台区通信发生故障时的后备控制和当2个及2个以上低压配电台区同时通信故障时的后备控制。本发明能够实现大规模电动汽车负荷的瞬时接入或脱落配网等暂态运行工况下的负荷平衡及功率互供，在系统通信正常及故障状态下均能实现电动汽车负荷转供系统的稳定运行及电动汽车负荷的优化供电。
Description
技术领域
本发明属于电力电子领域，涉及一种电动汽车负荷转供系统的控制方法。
背景技术
根据能源局文件，2020年我国将建成集中充换电站1.2万座，充电桩达到480万个，满足全国500万辆电动汽车的充电需求，直流充电机预计以年150％的增速快速增加。电动汽车是一种随机性直流负荷，大量电动汽车接入电网充电将显著影响当地的负荷分布情况。
低压配电台区容量如果按传统负荷的容量进行配置，在电动汽车充电高峰低压配电台区将严重过载；如果按传统负荷和电动汽车最大充电容量的总和进行配置，一方面增加设备投资，另一方面在电动汽车充电的低谷，低压配电台区的负载率将过轻影响设备使用效率，而且现阶段大规模扩张城市配电网非常困难，其架空线走廊和地下电缆的空间稀缺，变电站和输电线路扩建成本高昂。总之，提升配电网容纳电动汽车负荷的能力成为政府和电力系统运营商等部门亟需解决的重要问题。
电动汽车负荷转供系统是一种基于多端直流输电(multi terminal directcurrent,MTDC)、柔性控制技术、配网能量管理的复合型技术。利用多个低压配电台区的低压直流组网技术构建电动汽车负荷转供系统，可实现多台区直流负荷的有功互供，在现有交流配电网架构和容量下即可提升电动汽车的接入能力而无需进行交流配电网扩容建设，提高了充电站建设的灵活性。但是，如果直流组网中的低压配电台区出现通信故障，就会影响系统的稳定运行，因此需要对电动汽车负荷转供系统的控制方法进行改进，使其能同时满足系统通信正常及故障状态下的稳定运行需求。
发明内容
本发明的目的是，针对现有技术在电动汽车负荷转供系统通信故障状态下的不足，提出一种结合随机因子和下垂策略的控制方法。该方法能够保证在直流母线电压稳定的基础上实现大规模电动汽车负荷的瞬时接入或脱落配网等暂态运行工况下的负荷平衡及功率互供，因此在系统通信正常及故障状态下均能实现直流负荷转供系统的稳定运行及电动汽车负荷的优化供电。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：在电动汽车负荷转供系统的低压配电台区通信正常时，对电动汽车负荷转供系统实施基于配变容量比例及可用容量限额的下垂控制，在电动汽车负荷转供系统的低压配电台区通信故障时，对电动汽车负荷转供系统实施基于随机因子的后备控制。
上述技术方案的进一步特征在于，对电动汽车负荷转供系统实施基于配变容量比例及可用容量限额的下垂控制，具体包括以下过程：由电动汽车负荷转供系统的上层运行调度控制器通过接收各低压配电台区的有功功率求和得出直流配网中直流负荷所需总有功功率指令，将总有功功率指令乘以各低压配电台区的容量比例系数得出各低压配电台区的下垂有功功率指令值，发送给各低压配电台区的本地控制器，各低压配电台区的本地控制器通过潮流计算及状态估计得出各低压配电台区的状态估计富余量作为可转供的最大有功功率限值，并将接收到的下垂功率指令值与有功实际值的差值乘以预先设定的下垂系数得到下垂电压偏差量，在可转供的最大有功功率限值的范围内结合下垂电压偏差量对各低压配电台区实施电压电流环控制。
上述技术方案的进一步特征在于，所述对电动汽车负荷转供系统实施基于随机因子的后备控制，包括当1个低压配电台区通信发生故障时的后备控制和当2个及2个以上低压配电台区同时通信故障时的后备控制。
上述技术方案的进一步特征在于，所述当1个台区通信发生故障时的后备控制，其过程是：当1个低压配电台区通信发生故障时，该低压配电台区由下垂控制转为定直流电压控制；电动汽车负荷转供系统的上层运行调度控制器仅接收其余通信正常的低压配电台区的有功功率，求和得出所有通信正常的低压配电台区总有功功率指令，并乘以各通信正常的低压配电台区的容量比例系数得出各通信正常的低压配电台区的下垂有功功率指令值，并发送给各通信正常的低压配电台区的本地控制器，各通信正常的低压配电台区的本地控制器通过潮流计算及状态估计得出各通信正常的低压配电台区的状态估计富余量作为可转供的最大有功功率限值，并将接收到的下垂功率指令值与有功实际值的差值乘以预先设定的下垂系数得到下垂电压偏差量，在可转供的最大有功功率限值的范围内结合下垂电压偏差量对各通信正常的低压配电台区实施电压电流环控制。
上述技术方案的进一步特征在于，所述当2个及2个以上低压配电台区同时通信故障时的后备控制，其过程是：当2个及以上低压配电台区同时发生通信故障时，电动汽车负荷转供系统的上层运行调度控制器仅接收各通信正常的低压配电台区的有功功率，求和得出所有通信正常的低压配电台区总有功功率指令，并乘以各通信正常的低压配电台区的容量比例系数得出各通信正常的低压配电台区的下垂有功功率指令值，并发送给各通信正常的低压配电台区的本地控制器，各通信正常的低压配电台区的本地控制器通过潮流计算及状态估计得出各通信正常的低压配电台区的状态估计富余量作为可转供的最大有功功率限值，并将接收到的下垂功率指令值与有功实际值的差值乘以预先设定的下垂系数得到下垂电压偏差量，在可转供的最大有功功率限值的范围内结合下垂电压偏差量对各通信正常的低压配电台区实施电压电流环控制；对于发生通信故障的低压配电台区，设置其中一个发生通信故障的低压配电台区为定直流电压控制，而其余发生通信故障的低压配电台区的本地控制器则通过潮流计算及状态估计得到各低压配电台区的状态估计富余量作为可转供的最大有功功率限值，并根据随机因子给出各低压配电台区的有功功率指令值，将有功功率指令值与有功实际值的差值乘以下垂系数得到下垂电压偏差量，在可转供的最大有功功率限值的范围内结合下垂电压偏差量对各低压配电台区实施电压电流环控制，同时这些低压配电台区的本地控制器对各低压配电台区的直流母线电压进行实时监控，根据电压跌落比例及下垂特性曲线更新各低压配电台区的随机因子；所述随机因子的取值大于0小于1。
上述技术方案的进一步特征在于，所述结合下垂电压偏差量对各低压配电台区实施电压电流环控制是指：采用电压外环和电流内环，各低压配电台区的直流母线电压指令值与直流母线电压采样值的差值与下垂电压偏差量相加后输入到电压外环的比例积分控制器，电压外环的比例积分控制器的输出作为电流内环的有功电流指令值，有功电流指令值及设定的无功电流指令值分别与有功电流实际值及无功电流实际值做差后经过电流内环的比例积分控制器，再经过电流内环解耦及调制后对各低压配电台区进行控制。
上述技术方案的进一步特征在于，所述定直流电压控制是指：采用电压外环和电流内环，各低压配电台区的直流母线电压指令值与直流母线电压采样值的差值直接输入到电压外环的比例积分控制器，电压外环的比例积分控制器的输出作为电流内环的有功电流指令值，有功电流指令值及设定的无功电流指令值分别与有功电流实际值及无功电流实际值做差后经过电流内环的比例积分控制器，再经过电流内环解耦及调制后对各低压配电台区进行控制。
本发明的有益效果如下：本发明通过通信正常时的下垂控制和通信故障时的基于随机因子的后备控制，可应对电动汽车等突发随机性负荷，实现了系统潮流动态自适应平衡，提高了系统的稳定性和可靠性。因此，本发明在现有交流配电网架构和容量下可提升电动汽车的接入能力，降低了电动汽车低压配电台区的扩容建设的成本，符合直流配电网的发展趋势，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为三台区的电动汽车负荷转供系统架构图；
图2为通信正常时电动汽车负荷转供系统控制框图；
图3为一台区通信故障时电动汽车负荷转供系统控制框图；
图4为多台区通信故障时电动汽车负荷转供系统控制框图；
图5为通信系统正常时各低压配电台区有功功率波形；
图6为通信系统正常时各低压配电台区直流母线电压波形；
图7为一台区通信故障时各低压配电台区有功功率波形；
图8为一台区通信故障时各低压配电台区直流母线电压波形；
图9为两台区通信故障时各低压配电台区有功功率波形；
图10为两台区通信故障时各低压配电台区直流母线电压波形。
具体实施方式
下面参照附图并结合实例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：
本发明的一个实施例，对一个三台区的电动汽车负荷转供系统进行控制。该三台区的电动汽车负荷转供系统，基于直流组网技术构建，其系统架构如图1所示，主要由三个10kV/380V交流配电变压器、三个低压配电台区及相应开关组成。各低压配电台区包括前级AC/DC变换器和与前级AC/DC变换器相连的后级DC/DC变换器，其中前级AC/DC变换器控制网侧电流及直流母线电压，后级DC/DC变换器控制直流侧充放电电压或电流。各10kV/380V配电变压器输出的交流380V(交流低压)一部分给传统负荷供电，一部分输入到各低压配电台区的前级AC/DC变换器，由低压配电台区的前级AC/DC变换器输出直流低压(一般为直流750-800V)给其后级DC/DC变换器，再由各后级DC/DC变换器输出充电电压(一般为直流200V-500V)作为直流输出点，给电动汽车充电。各低压配电台区通过AC/DC变流器构建直流供电母线，各低压配电台区直流母线通过直流线路进行互联，形成直流组网。
设置上层运行调度控制器和各低压配电台区的本地控制器对该三台区的电动汽车负荷转供系统实施控制，实现对所有AC/DC变换器和DC/DC变换器的运行状态的管控。
本实施例的控制方法如下：当系统中各低压配电台区通信均处于正常时，实施基于配变容量比例及可用容量限额的下垂控制，其控制框图如图2所示。即由上层运行调度控制器通过接收来自于各低压配电台区AC/DC变流器输送的有功功率Pi，求和得出直流配网中直流负荷所需总有功功率指令，将总有功功率指令乘以各低压配电台区的容量比例系数λi(根据各台区配电变压器容量Si/整个直流互联台区的配电容量之和∑Si得出)得出各低压配电台区的下垂有功功率指令值Pi*，并发送给各低压配电台区的本地控制器。各低压配电台区的本地控制器通过潮流计算及状态估计得出各低压配电台区的状态估计富余量即可转供的最大有功功率限值，并将下垂功率指令值Pi*与有功实际值PTi(根据瞬时功率理论计算得出)的差值乘以下垂系数ki(根据变换器容量和直流母线允许范围预先设定)得到下垂电压偏差量，并加入到电压控制外环，在可转供的最大有功功率限值的范围内结合下垂电压偏差量对各低压配电台区实施电压电流环控制，即采用电压外环和电流内环，各低压配电台区的直流母线电压指令值Vdc*与直流母线电压采样值的差值Vdci与下垂电压偏差量相加后输入到电压外环的比例积分控制器(PI控制器)，电压外环的比例积分控制器的输出为电流内环的有功电流指令值idci*，电流内环则根据有功电流指令值idci*和设定的无功电流指令值iqci*分别与有功电流实际值idci及无功电流实际值iqci做差后经过电流内环的PI控制器，再经过dq电流环解耦及SPWM调制环节继而产生开关信号驱动各低压配电台区的AC/DC变流器。
如果1个低压配电台区通信发生故障，上层运行调度控制器无法接受该低压配电台区负载状态信号，也无法向该低压配电台区的本地控制器发送功率指令信号，故该低压配电台区仅有其本地控制器实现潮流控制及电压稳定，因此采用定直流电压控制方式，而其余通信正常的低压配电台区则继续保持原有的控制方式，其控制框图如图3所示。
具体而言，当一个低压配电台区发生通信故障时，该低压配电台区由下垂控制转为定直流电压控制，即该低压配电台区的直流母线电压指令值Vdc*与直流母线电压采样值的差值Vdci直接输入到电压外环的比例积分控制器(PI控制器)，电流内环的控制方式不变。由于上层调度控制器无法接收发生通信故障的低压配电台区的负荷信息，上层运行调度控制器仅接收各通信正常的低压配电台区AC/DC变流器输送的有功功率P1至Pn-1，求和得出各通信正常的低压配电台区总有功功率指令，并乘以各低压配电台区的容量比例系数λi(某通信正常的低压配电台区配电变压器容量Si/通信正常台区配电容量之和∑Si)得出各通信正常的低压配电台区的下垂有功功率指令，并发送给各通信正常的低压配电台区的本地控制器，实现局部区域负荷均衡，各通信正常的低压配电台区的本地控制器的控制方式维持不变。
当2个及以上低压配电台区同时通信故障时，整个互联低压配电台区可划分为通信正常配电区域和通信故障配电区域，其控制框图如图4所示。对于通信正常配电区域，上层运行调度控制器仅接收通信正常区域的各低压配电台区AC/DC变流器输送的有功功率P1至Pn-k，计算得出各通信正常的配电台区的下垂有功功率指令，并发送给各通信正常的低压配电台区的本地控制器，各通信正常的低压配电台区的本地控制器的控制方式维持不变，从而实现通信正常配电区域的负荷均衡互供。
而对于通信故障配电区域，始终保持一个低压配电台区采用定直流电压控制，以维持公共直流母线电压稳定及功率平衡直到系统通信恢复正常，实现系统由通信故障到通信恢复状态的安全平稳过渡，其它通信故障的低压配电台区则转变为基于随机因子的后备控制方法，即其它通信故障的低压配电台区的本地控制器通过潮流计算及状态估计得到其状态估计富余量即可转供的最大有功功率限值，根据有一定范围限制的随机因子λi(随机因子的取值大于0小于1)给出各通信故障的低压配电台区的有功功率指令信号，各通信故障的低压配电台区本地控制器将功率指令值与有功实际值PTi(根据瞬时功率理论计算得出)的差值乘以下垂系数得到下垂电压偏差量，各低压配电台区的直流母线电压指令值Vdc*与直流母线电压采样值Vdci的差值与下垂电压偏差量相加后输入到电压外环的比例积分控制器(PI控制器)，电压外环的比例积分控制器的输出为电流内环的有功电流指令值idci*，电流内环则根据有功电流指令值idci*和设定的无功电流指令值iqci*分别与有功电流实际值idci及无功电流实际值iqci做差后经过电流内环的PI控制器，再经过dq电流环解耦及SPWM调制环节继而产生开关信号驱动各低压配电台区的AC/DC变流器。同时各低压配电台区本地控制器对该台区的直流母线电压采样值Vdci进行实时监控，根据电压跌落比例及下垂特性曲线更新该台区的随机因子λi，以维持系统稳定。
以下通过仿真来对本发明进行具体说明。
在PSCAD/EMTDC中构建上述电动汽车负荷转供系统仿真模型，三台区换流站均采用两电平电压源型换流器拓扑，交流滤波器采用二阶高通滤波器设计具体仿真参数如下：配电变压器为10kV/400V/1000kVA及10kV/400V/800kVA直流电压Udc＝800V，直流侧电容值为1200uF，开关频率f＝1350Hz，换流电抗器为0.7mH(0.158pu.)，电动汽车负荷为320kW。
图5为各低压配电台区通信系统正常时，采用基于配变容量比例及可用容量限额的下垂控制方法下的各低压配电台区有功功率波形。如图5所示，3.2s时，电动汽车负荷接入台区3直流母线，各低压配电台区变压器输出功率相应增加，台区2和台区3输出功率相等，略小于台区3，这是由于配电变压器容量按比例分配电动汽车负荷，实现各低压配电台区负荷互供，避免该部分负荷全部由台区3承担，各低压配电台区达到了负载率的平衡；在5s时，电动汽车负荷切出，各低压配电台区变压器输出功率相应减小。图6给出了负载变化过程中为各低压配电台区直流母线电压波形，在负荷功率变化瞬间，直流电压由于瞬时功率不平衡出现了一定范围的波动，但在直流电压控制的作用下，各低压配电台区的直流电压均能迅速稳定，与参考值偏差不超过2％，保证了负荷互供系统的稳定运行。仿真结果与预期控制目标相符，验证了在各低压配电台区通信系统正常情况下，直流电压-功率下垂控制方法能够保证基于直流组网的电动汽车低压配电台区负荷互供系统的正常稳定运行。
为了验证当一台区通信故障时控制方法的有效性，仿真工况为：台区1在T＝3s通信系统故障，无法接受上层功率指令信号，在T＝4s时，台区3接入另一电动汽车负荷。图7和图8分别为故障台区直流电压控制，其余台区维持原有控制方法下的功率和直流电压波形。由仿真波形发现，T＝3s一台区通信故障后，各低压配电台区的直流电压发生瞬时波动，在0.2s内恢复稳定，直流电压与参考值偏差不超过2％，在T＝4s接入随机负荷后，各低压配电台区输出功率均按比例上升，通信正常台区仍能根据容量进行负荷互供，维持负载率的平衡。验证了在该控制方法下，当某一台区通信故障情况时，系统仍能在一定范围能均衡各低压配电台区负荷并维持直流电压稳定，实现系统在一台区通信故障下的稳定运行。
为了验证多个台区同时通信故障时控制方法的有效性，仿真工况为：台区1和台区2在T＝3.5s同时通信系统故障，在T＝5s时，台区3接入另一电动汽车负荷。图9和图10分别为各低压配电台区的有功功率及直流电压波形。由仿真波形发现，在T＝3.5s，两台区同时通信故障，由于始终有一台区采用定直流电压控制，各低压配电台区直流电压经过短时间波动后恢复稳定，T＝5s另一电动汽车随机负荷介入后，由于故障台区采用随机因子的下垂控制，在两个台区通信系统同时发生故障后，各低压配电台区输出功率变化，故障台区在随机因子的控制下在稳定直流电压的前提下在一定范围内随机设定，系统仍能在一定范围均衡各低压配电台区负荷并维持直流电压稳定，实现系统在通信故障下的稳定运行。验证了在该控制方法在多个台区同时发生通信故障时维持系统稳定的有效性。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。
Claims (4)
1.一种电动汽车负荷转供系统的控制方法，其特征在于，在电动汽车负荷转供系统的低压配电台区通信正常时，对电动汽车负荷转供系统实施基于配变容量比例及可用容量限额的下垂控制，在电动汽车负荷转供系统的低压配电台区通信故障时，对电动汽车负荷转供系统实施基于随机因子的后备控制；所述对电动汽车负荷转供系统实施基于随机因子的后备控制，包括当1个低压配电台区通信发生故障时的后备控制和当2个及2个以上低压配电台区同时通信故障时的后备控制，其中：
所述当1个台区通信发生故障时的后备控制，其过程是：当1个低压配电台区通信发生故障时，该低压配电台区由下垂控制转为定直流电压控制；电动汽车负荷转供系统的上层运行调度控制器仅接收其余通信正常的低压配电台区的有功功率，求和得出所有通信正常的低压配电台区总有功功率指令，并乘以各通信正常的低压配电台区的容量比例系数得出各通信正常的低压配电台区的下垂有功功率指令值，并发送给各通信正常的低压配电台区的本地控制器，各通信正常的低压配电台区的本地控制器通过潮流计算及状态估计得出各通信正常的低压配电台区的状态估计富余量作为可转供的最大有功功率限值，并将接收到的下垂功率指令值与有功实际值的差值乘以预先设定的下垂系数得到下垂电压偏差量，在可转供的最大有功功率限值的范围内结合下垂电压偏差量对各通信正常的低压配电台区实施电压电流环控制；
所述当2个及2个以上低压配电台区同时通信故障时的后备控制，其过程是：当2个及以上低压配电台区同时发生通信故障时，电动汽车负荷转供系统的上层运行调度控制器仅接收各通信正常的低压配电台区的有功功率，求和得出所有通信正常的低压配电台区总有功功率指令，并乘以各通信正常的低压配电台区的容量比例系数得出各通信正常的低压配电台区的下垂有功功率指令值，并发送给各通信正常的低压配电台区的本地控制器，各通信正常的低压配电台区的本地控制器通过潮流计算及状态估计得出各通信正常的低压配电台区的状态估计富余量作为可转供的最大有功功率限值，并将接收到的下垂功率指令值与有功实际值的差值乘以预先设定的下垂系数得到下垂电压偏差量，在可转供的最大有功功率限值的范围内结合下垂电压偏差量对各通信正常的低压配电台区实施电压电流环控制；对于发生通信故障的低压配电台区，设置其中一个发生通信故障的低压配电台区为定直流电压控制，而其余发生通信故障的低压配电台区的本地控制器则通过潮流计算及状态估计得到各低压配电台区的状态估计富余量作为可转供的最大有功功率限值，并根据随机因子给出各低压配电台区的有功功率指令值，将有功功率指令值与有功实际值的差值乘以下垂系数得到下垂电压偏差量，在可转供的最大有功功率限值的范围内结合下垂电压偏差量对各低压配电台区实施电压电流环控制，同时这些低压配电台区的本地控制器对各低压配电台区的直流母线电压进行实时监控，根据电压跌落比例及下垂特性曲线更新各低压配电台区的随机因子；所述随机因子的取值大于0小于1。
2.根据权利要求1所述的电动汽车负荷转供系统的控制方法，其特征在于：对电动汽车负荷转供系统实施基于配变容量比例及可用容量限额的下垂控制，具体包括以下过程：
由电动汽车负荷转供系统的上层运行调度控制器通过接收各低压配电台区的有功功率求和得出直流配网中直流负荷所需总有功功率指令，将总有功功率指令乘以各低压配电台区的容量比例系数得出各低压配电台区的下垂有功功率指令值，发送给各低压配电台区的本地控制器，各低压配电台区的本地控制器通过潮流计算及状态估计得出各低压配电台区的状态估计富余量作为可转供的最大有功功率限值，并将接收到的下垂功率指令值与有功实际值的差值乘以预先设定的下垂系数得到下垂电压偏差量，在可转供的最大有功功率限值的范围内结合下垂电压偏差量对各低压配电台区实施电压电流环控制。
3.根据权利要求1或2所述的电动汽车负荷转供系统的控制方法，其特征在于，所述结合下垂电压偏差量对各低压配电台区实施电压电流环控制是指：
采用电压外环和电流内环，各低压配电台区的直流母线电压指令值与直流母线电压采样值的差值与下垂电压偏差量相加后输入到电压外环的比例积分控制器，电压外环的比例积分控制器的输出作为电流内环的有功电流指令值，有功电流指令值及设定的无功电流指令值分别与有功电流实际值及无功电流实际值做差后经过电流内环的比例积分控制器，再经过电流内环解耦及调制后对各低压配电台区进行控制。
4.根据权利要求1或2所述的电动汽车负荷转供系统的控制方法，其特征在于，所述定直流电压控制是指：
采用电压外环和电流内环，各低压配电台区的直流母线电压指令值与直流母线电压采样值的差值直接输入到电压外环的比例积分控制器，电压外环的比例积分控制器的输出作为电流内环的有功电流指令值，有功电流指令值及设定的无功电流指令值分别与有功电流实际值及无功电流实际值做差后经过电流内环的比例积分控制器，再经过电流内环解耦及调制后对各低压配电台区进行控制。
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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| CN103368170A (zh) * | 2013-06-26 | 2013-10-23 | 许继集团有限公司 | 一种多端柔性直流输电系统的换流器及其控制方法 |
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