CN113783209A - 一种基于单相智慧负荷控制的配电网不平衡治理方法 - Google Patents
一种基于单相智慧负荷控制的配电网不平衡治理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113783209A CN113783209A CN202110893751.0A CN202110893751A CN113783209A CN 113783209 A CN113783209 A CN 113783209A CN 202110893751 A CN202110893751 A CN 202110893751A CN 113783209 A CN113783209 A CN 113783209A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phase
- power
- distribution network
- load
- power distribution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000007726 management method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000009795 derivation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 7
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/24—Arrangements for preventing or reducing oscillations of power in networks
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
- H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
- H02J3/322—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means the battery being on-board an electric or hybrid vehicle, e.g. vehicle to grid arrangements [V2G], power aggregation, use of the battery for network load balancing, coordinated or cooperative battery charging
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
- H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
- H02J2300/22—The renewable source being solar energy
- H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
- H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
- H02J2300/28—The renewable source being wind energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
本发明涉及配电网不平衡治理,具体是一种基于单相智慧负荷控制的配电网不平衡治理方法。本发明解决了传统不平衡治理通过人为调整各相之间负荷平均分布的方法无法解决大规模不确定扰动造成的不平衡的问题。并且解决了传统通过补偿等方式需要额外产生附加功率损耗,对于提升整个系统的能效、降低碳排放水平,具有不利的影响的问题。该方法首先通过数学推导得出双向DC/AC变换器双向功率PWM控制的方法。在此基础上,对配电网三相不平衡信号采集,得到各相之间的不平衡功率差值,从而确定各相负荷和新能源电源应消耗或者提供的功率,接着根据各相功率需求进行负荷和新能源电源接入选相,选相完成后根据得到的各相功率需求量,通过控制开关管信号S1,S2,S3和S4来控制开关管V1‑V4的开断进而调节双向DC/AC变换器的功率流动,以满足负荷和新能源电源在各相的接入功率量,进而将配电网三相不平衡量抵消。从而实现配电网不平衡治理。本发明适用于配电网不平衡治理,具有良好的实用性。
Description
技术领域
本文涉及配电网不平衡治理领域,具体是一种基于单相智慧负荷控制的配电网不平衡治理方法。
背景技术
随着化石能源的枯竭和环境问题日渐突出,各种分布式电源的应用受到了广泛重视。以风电和光伏发电为主的新能源将迎来加速发展。随着光伏发电等分布式能源技术的不断发展,家用储能以及电动汽车的逐渐普及,配电网将面临着大规模的分布式电源和电动汽车充电负荷并网的冲击,且由于两者的随机性和波动性,其采用单相并网方式时,会进一步加剧配电网的不平衡程度。因此需要对配电网不平衡进行治理。
目前国内外配网三相不平衡治理一般采取的措施是换相投切负荷和附加补偿装置,其中,换相投切负荷的方法主要为人工换相。人工换相的方案治理采用相平衡控制算法,其调整策略是选取某配变的若干单相用户,通过分析智能仪表以及用电信息采集终端系统所采集的实时数据。工作人员凭借数据分析结果和调节的经验采用试错法对低压线路各相上的负荷进行平均分配,虽然人工换相调整的成本较低,但这种方法需要进行大量的准备工作,而且换相操作需要大量的工作人员,工作量较大,人力成本较高,同时由于负荷的随机性和不确定性,依靠人工换相的方法不能实时的进行在线负荷调节,很难达到预期的理想效果且在一定程度上存在安全隐患。有研究采用电容型三相不平衡补偿,实时检测三相负荷不平衡电流,通过投切开关控制电容器进行分相调节,实现补偿功能。有文献采用有源不平衡补偿装置利用电力电子变流技术主动补偿负载的基波不平衡电流,从而降低不平衡度,同时具备无功补偿功能。而这些方法均会产生额外的功率损耗。
现有的配电网不平衡治理通过人为调整各相之间负荷平均分布的方法已无法解决大规模不确定扰动造成的不平衡问题,而通过补偿等方式,需要额外产生附加功率损耗,对于提升整个系统的能效、降低碳排放水平等,具有不利的影响。因此现在迫切需要一种不再使用通过传统的负荷投切或是附加补偿装置,仅需改变和优化智能负荷控制机制便可实现系统的三相不平衡治理方法。
发明内容
本发明为了解决大规模的分布式电源和电动汽车充电负荷并网的冲击,且由于两者的随机性和波动性,其采用单相并网方式时,会进一步加剧配电网的不平衡程度的问题。针对现有方法的缺陷,设计了一种基于单相智慧负荷控制的配电网不平衡治理方法。
本发明是采用如下技术方案实现的:
一种双向DC/AC变换器,由4个IGBT开关管和电感组成。
本发明是一种用于上述基于双向DC/AC变换器的控制方法,其所述方法具体展开如下:
本发明在现有双向DC/AC变换器拓扑结构的基础上,提出基于单相智慧负荷控制的配电网不平衡治理方法。通过对配电网三相不平衡信号的采集,得到各相之间的不平衡功率差值,从而确定各相负荷和新能源电源应消耗或者提供的功率,接着根据各相功率需求进行负荷和新能源电源接入选相,之后提出双向功率PWM控制策略,通过控制开关管的开断以满足负荷和新能源电源在各相的接入功率量,进而将配电网三相不平衡量抵消,实现配电网不平衡治理。如图2所示,图中S1,S2,S3和S4为IGBT开关管控制信号;Vdc为直流侧电压;SPWM模块可生成IGBT开关管的驱动波形。
电感电流反馈环:输出侧电感电流参考值与输出侧电感电流实际值作差后,经过PI控制器调节输出电感电流。
电网电压前馈环:通过对电网电压进行采集,采用前馈控制,保证电网电压的稳定。
不平衡量控制:通过采集三相不平衡功率,计算各相之间的不平衡功率差值,从而确定各相负荷和新能源电源应消耗或者提供的功率,接着根据各相功率需求进行负荷和新能源电源接入选相,选相完成后根据得到的各相功率需求量,通过调整开关管V1-V4的开断进而调节双向DC/AC变换器的功率流动,以满足负荷和新能源电源在各相的接入功率量,进而将配电网三相不平衡量抵消。
本发明所提供的上述一种基于智慧负荷控制的配电网不平衡治理方法,与现有技术相比,所具有的优点与积极效果在于:(1)现有的控制方法,需要人为调整各相之间负荷平均分布,或者通过补偿等方式,需要额外产生附加功率损耗,对于提升整个系统的能效、降低碳排放水平等,具有不利的影响。使用本发明的方法可以不再需要通过传统的负荷投切或是附加补偿装置,仅需改变和优化负荷控制机制便可实现系统的三相不平衡治理。(2)使用基于智慧负荷控制的配电网不平衡治理方法,可以解决传统不平衡治理方法效果不理想的缺点。提高了配电网的可靠性。(3)使用基于智慧负荷控制的配电网不平衡治理方法,可以对配电网不平衡进行实时的动态的调整,提高了配电网三相不平衡治理的效率。
附图说明
图1是本发明所涉及一种双向DC/AC变换器的结构图;
图2是本发明所涉及基于单相智慧负荷控制的配电网不平衡治理方法控制框图;
图1中:V1-V4分别为4个IGBT开关管;Vdc为直流母线电压;L为滤波电感;U和i分别为单相电源的等效电压和电流。
图2中:S1,S2,S3和S4为IGBT开关管控制信号;Vdc为直流侧电压;SPWM模块可生成IGBT开关管的驱动波形。电感电流反馈环中,输出电感电流参考值与输出电感电流实际值作差后,经过PI控制器调节输出电感电流。电网电压前馈环通过对电网电压进行采集,采用前馈控制,保证电网电压的稳定。不平衡量控制根据采集到的三相不平衡功率,来计算各相之间的不平衡功率差值,从而确定各相负荷和新能源电源应消耗或者提供的功率,接着根据各相功率需求进行负荷和新能源电源接入选相,选相完成后根据得到的各相功率需求量生成系统的调制信号。经过SPWM模块得到IGBT开关管控制信号S1,S2,S3和S4。通过开关管控制信号S1,S2,S3和S4来控制开关管V1-V4的开断进而调节双向DC/AC变换器的功率流动,以满足负荷和新能源电源在各相的接入功率量,进而将配电网三相不平衡量抵消。
具体实施方式
1.推导控制模型,在建立双向DC/AC变换器小信号模型的基础上,通过数学推导得出基于单相智慧负荷控制的配电网不平衡治理方法。
2.基于单相智慧负荷控制的配电网不平衡治理方法。在图2中所示为双向功率PWM控制策略,其中对配电网三相不平衡信号采集,得到各相之间的不平衡功率差值,从而确定各相负荷和新能源电源应消耗或者提供的功率,接着根据各相功率需求进行负荷和新能源电源接入选相,选相完成后根据得到的各相功率需求量,通过控制开关管信号S1,S2,S3和S4来控制开关管V1-V4的开断进而调节双向DC/AC变换器的功率流动,以满足负荷和新能源电源在各相的接入功率量,进而将配电网三相不平衡量抵消。实现配电网三相不平衡治理。
Claims (1)
1.基于单相智慧负荷控制的配电网不平衡治理方法,其特征在于:在建立双向DC/AC变换器小信号模型的基础上,通过数学推导得出双向功率PWM控制策略,该控制策略通过对配电网三相不平衡信号采集,得到各相之间的不平衡功率差值,从而确定各相负荷和新能源电源应消耗或者提供的功率,接着根据各相功率需求进行负荷和新能源电源接入选相,选相完成后根据得到的各相功率需求量,通过控制开关管信号S1,S2,S3和S4来控制开关管V1-V4的开断进而调节双向DC/AC变换器的功率流动,以满足负荷和新能源电源在各相的接入功率量,进而将配电网三相不平衡量抵消。实现配电网三相不平衡治理。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110893751.0A CN113783209A (zh) | 2021-07-25 | 2021-07-25 | 一种基于单相智慧负荷控制的配电网不平衡治理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110893751.0A CN113783209A (zh) | 2021-07-25 | 2021-07-25 | 一种基于单相智慧负荷控制的配电网不平衡治理方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113783209A true CN113783209A (zh) | 2021-12-10 |
Family
ID=78836893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110893751.0A Pending CN113783209A (zh) | 2021-07-25 | 2021-07-25 | 一种基于单相智慧负荷控制的配电网不平衡治理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113783209A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116131295A (zh) * | 2023-04-14 | 2023-05-16 | 国网山西省电力公司临汾供电公司 | 一种基于电网未来状态评估的并网选相方法 |
-
2021
- 2021-07-25 CN CN202110893751.0A patent/CN113783209A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116131295A (zh) * | 2023-04-14 | 2023-05-16 | 国网山西省电力公司临汾供电公司 | 一种基于电网未来状态评估的并网选相方法 |
CN116131295B (zh) * | 2023-04-14 | 2023-06-30 | 国网山西省电力公司临汾供电公司 | 一种基于电网未来状态评估的并网选相方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102710000B (zh) | 一种电动汽车充电机充电模块的并联均流电路 | |
CN107230983B (zh) | 一种基于功率控制的电力弹簧应用系统及其控制方法 | |
CN109120008A (zh) | 一种应用于风光储能的能源路由器装置及控制方法 | |
CN108512452A (zh) | 一种直流微电网并网变换器电流的控制系统及控制方法 | |
CN204615631U (zh) | 一种功率因数校正电路的母线电压纹波补偿控制电路 | |
CN110854882B (zh) | 一种用于双路电源供电系统需量控制的装置及其方法 | |
CN111740454B (zh) | 一种基于母线接口变换器的混合微电网交直流电压统一控制方法 | |
CN112688307B (zh) | 一种交直流混合微电网控制器及控制方法 | |
CN109004653A (zh) | 一种有功无功耦合治理光伏接入引起农网过电压的方法 | |
CN115693713A (zh) | 一种基于三相智慧负荷控制的配电网不平衡治理方法 | |
CN202353232U (zh) | 一种高压级联变频器功率单元并网回馈装置 | |
CN103972922A (zh) | 基于改进型准谐振控制加重复控制的光伏并网控制方法 | |
CN110350538B (zh) | 一种基于主动需求侧响应的微电网协调控制方法 | |
CN115173466A (zh) | 光伏-充电桩-建筑一体化交直流微网系统及控制方法 | |
CN110718933B (zh) | 一种多层次协调的风储孤网系统功率平衡控制策略 | |
CN113783209A (zh) | 一种基于单相智慧负荷控制的配电网不平衡治理方法 | |
CN112152237B (zh) | 基于多dfacts设备协调控制的台区电能质量治理方法和系统 | |
CN112003319B (zh) | 一种应用于双向并网变换器的双电流反馈控制方法 | |
CN117543654A (zh) | 用于石油钻井平台微电网的直接功率补偿系统 | |
CN113224776A (zh) | 一种主动配电网三相不平衡治理方法及系统 | |
CN102820653A (zh) | 一种电能质量综合控制器模糊-神经网络双闭环控制方法 | |
CN110912187B (zh) | 一种基于传输功率的用户侧电能路由器协调控制方法 | |
CN109861284B (zh) | 一种新能源微电网的线路阻抗矫正装置 | |
CN217848963U (zh) | 一种具有智能开关阵列的楼宇能量路由器 | |
CN115663824A (zh) | 一种新型高压直流输电系统紧急电压控制策略的计算方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20211210 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |