CN116404700A - 一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法及装置，所述方法包括：基于外送系统中多个电压终端的出力优先级，将外送系统设置为多种工作模态；当外送系统处于不同工作模态时，不同的电压终端控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，并使用下垂控制维持外送系统的功率平衡；当外送系统的功率满足预设条件时，将外送系统当前的工作模态切换为外送系统的其他的工作模态。本发明提供一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法及装置，解决了现有技术功率分配控制对实时性检查和可靠性的较低，经常由于通信网络故障造成供电间断的技术问题。
Description
技术领域
本方法和装置涉及输电技术领域，尤其涉及一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法及装置。
背景技术
在当前严峻的能源压力和环境压力下，持续大力发展新能源是必然的选择。根据国家电网战略目标深化研究报告研究结果，预计2035年全国新能源装机占比将达到61％。随着绿色、低碳、可持续发展理念日益融入经济社会发展，未来我国对清洁电力的需求将持续快速增长，“电能替代”和“清洁替代”将逐步成为我国能源消费的重要方式。《中国2050高比例清洁能源发展情景暨途径研究》报告指出，到2050年，新能源应满足我国一次能源需求的60％以及电力需求的85％以上，届时风力发电、太阳能发电将成为支柱性发电技术，装机容量预计要分别增长到2400GW与2700GW。在此背景下，如何有效实现大规模新能源的外送消纳成为了迫切需要解决的课题。
传统新能源发电基地采用以交流汇聚、交流外送技术为主的系统架构，新能源输出经工频变压器汇集后送出。但由于交流输电的线路阻抗随线路距离增加而增大，新能源发电基地往往又远离负荷中心，输电线路上较大的无功损耗制约新能源大容量远距离外送。由于直流系统在可控性和大容量远距离外送方面具有优势，随着我国新能源基地开发持续向偏远地区推进，未来直流汇聚外送将成为我国大规模新能源外送的主要模式之一。随着电力电子技术的发展，基于电压源型换流器的柔性直流输电技术，成为了新能源大容量远距离外送的有效途径。尤其是模块化多电平换流器(Modular multilevel converter,MMC)拓扑的成功应用，使柔性直流输电技术在世界范围得到飞跃式发展，截至2021年底，全球有近五十个柔直工程投入运行或正在规划建设。
电力网络作为电功率传输的载体，维持有效功率传输和功率平衡是其基本功能。为了充分发挥本地资源的互补性优势，新能源直流汇聚外送系统中的功率平衡需要由其中所有可控资源协同完成。因此，有效的功率分配机制是直流新能源系统运行控制的重要功能之一。电能传输的快速性要求功率分配控制具有较短的响应时间，通常在毫秒到秒之间，而且其控制效果直接关系到供电安全。现有技术中，功率分配控制对实时性检查和可靠性的较低，经常由于通信网络故障造成供电间断。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法及装置，解决了现有技术功率分配控制对实时性检查和可靠性的较低，经常由于通信网络故障造成供电间断的技术问题。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：本发明的公开了一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法，所述方法包括：
基于外送系统中多个电压终端的出力优先级，将外送系统设置为多种工作模态；
当外送系统处于不同工作模态时，不同的电压终端控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，并使用下垂控制维持外送系统的功率平衡；
当外送系统的功率满足预设条件时，将外送系统当前的工作模态切换为外送系统的其他的工作模态。
优选地，所述当外送系统处于不同工作模态时，不同的电压终端控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，并使用下垂控制维持外送系统的功率平衡；包括：
检测外送系统的当前电压直流母线电压；
根据当前电压直流母线电压所处的直流母线电压区间识别外送系统的当前工作模式和当前工作模式的主导电压终端；
外送系统的当前工作模式下，主导电压终端使用下垂控制维持外送系统的功率平衡，其他电压终端恒功率运行。
优选地，所述当外送系统的功率满足预设条件时，将外送系统当前的工作模态切换为外送系统的其他的工作模态，包括：
当外送系统功率超过当前工作模式的主导电压终端的功率调节容量，主导电压终端恒功率运行；
直流母线电压进一步升降，直到进入另外工作模式的直流母线电压区间，导致新的主导电压终端出现，新的主导电压终端通过下垂控制重新调节外送系统的达到功率平衡。
优选地，所述多种工作模态，包括：
新能源终端主导模态、储能终端主导模态和变流站主导模态。
优选地，新能源终端主导模态、储能终端主导模态和变流站主导模态工作模型，具体包括：
新能源终端或储能终端或变流站控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，并控制外送系统的电压和功率形成一条由下垂线和恒功率线衔接而成的Z字形折线。
优选地，所述新能源终端或储能终端或变流站控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，包括：
在变流站主导模态下，外送系统的直流母线电压的运行范围为：0.95～0.98pu；
在储能终端主导模态下，外送系统的直流母线电压的运行范围为：0.98～1.02pu；
在新能源终端主导模态下，外送系统的直流母线电压的运行范围为：1.02～1.05pu。
优选地，所述当外送系统的功率满足预设条件时，将外送系统当前的工作模态切换为外送系统的其他的工作模态之后，还包括：
当受端电网断电，则变流站失去功率平衡功能，如果储能终端有剩余容量，则切换到储能终端主导模态；
如果储能终端达到放电极限，则外送系统中后备功率不足，需要切除部分负荷以维持功率平衡，负荷切除后外送系统仍回到储能主导模态。
本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配装置，所述装置包括：所述装置包括：
工作模式设置模块，用于基于外送系统中多个电压终端的出力优先级，将外送系统设置为多种工作模态；
工作模式运行模块，用于当外送系统处于不同工作模态时，不同的电压终端控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，并使用下垂控制维持外送系统的功率平衡；
工作模式切换模块，用于当外送系统的功率满足预设条件时，将外送系统当前的工作模态切换为外送系统的其他的工作模态。
本发明的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种计算机设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现上述的新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法。
本发明的第四个目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种存储介质，存储程序，所述程序被处理器执行时，实现上述的新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法。
本发明通过基于外送系统中多个电压终端的出力优先级，将外送系统设置为多种工作模态；当外送系统处于不同工作模态时，不同的电压终端控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，并使用下垂控制维持外送系统的功率平衡；当外送系统的功率满足预设条件时，将外送系统当前的工作模态切换为外送系统的其他的工作模态。在每一个模态，相应的电压终端使用下垂控制维持功率平衡，并在多个可能的电压终端中按比例分配功率调节量，最后当系统功率发生变化，电压终端则自动地调节功率出力，使系统重新达到功率平衡，对应的直流电压也因下垂控制而升降，直流电压的变化触发了分散对等的系统模态切换，不同的终端无需相互通信就能协同地转换各自的控制目标，实现各模态间自适应功率分配，最终实现新能源直流外送系统功率灵活分配。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明提出的一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法的新能源直流外送系统模态自适应功率分配示意图；
图2为本发明提出的一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法的模态自适应功率分配控制环框图；
图3为本发明提出的一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法的新能源直流外送系统模态随电压自适应切换示意图；
图4为本发明提出的一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法的新能源直流汇聚外送系统图；
图5为本发明提出的一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法的外送系统状态与外送系统内部模态的映射关系图；
图6为本发明提出的一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法的系统从模态2向模态1切换实验结果图；
图7为本发明提出的一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法的系统从模态2向模态3切换实验结果图；
图8为本发明提出的一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法的离网前系统不处于外送变流站主导模态图；
图9为本发明提出的一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法的离网前系统处于外送变流站主导模态图；
图10为本发明提出的一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法的系统孤岛切换到并网图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
现有的技术方案都现有技术中，功率分配控制对实时性检查和可靠性的较低，经常由于通信网络故障造成供电间断。本发明通过基于外送系统中多个电压终端的出力优先级，将外送系统设置为多种工作模态；当外送系统处于不同工作模态时，不同的电压终端控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，并使用下垂控制维持外送系统的功率平衡；当外送系统的功率满足预设条件时，将外送系统当前的工作模态切换为外送系统的其他的工作模态。在每一个模态，相应的电压终端使用下垂控制维持功率平衡，并在多个可能的电压终端中按比例分配功率调节量，最后当系统功率发生变化，电压终端则自动地调节功率出力，使系统重新达到功率平衡，对应的直流电压也因下垂控制而升降，直流电压的变化触发了分散对等的系统模态切换，不同的终端无需相互通信就能协同地转换各自的控制目标，实现各模态间自适应功率分配，最终实现新能源直流外送系统功率灵活分配。
实施例1：
本发明的公开了一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法，参考图1-10，该方法包括：
步骤100，基于外送系统中多个电压终端的出力优先级，将外送系统设置为多种工作模态；
步骤200，当外送系统处于不同工作模态时，不同的电压终端控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，并使用下垂控制维持外送系统的功率平衡；
步骤300，当外送系统的功率满足预设条件时，将外送系统当前的工作模态切换为外送系统的其他的工作模态。
本发明通过基于外送系统中多个电压终端的出力优先级，将外送系统设置为多种工作模态；当外送系统处于不同工作模态时，不同的电压终端控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，并使用下垂控制维持外送系统的功率平衡；当外送系统的功率满足预设条件时，将外送系统当前的工作模态切换为外送系统的其他的工作模态。在每一个模态，相应的电压终端使用下垂控制维持功率平衡，并在多个可能的电压终端中按比例分配功率调节量，最后当系统功率发生变化，电压终端则自动地调节功率出力，使系统重新达到功率平衡，对应的直流电压也因下垂控制而升降，直流电压的变化触发了分散对等的系统模态切换，不同的终端无需相互通信就能协同地转换各自的控制目标，实现各模态间自适应功率分配，最终实现新能源直流外送系统功率灵活分配。
优选地，步骤200，当外送系统处于不同工作模态时，不同的电压终端控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，并使用下垂控制维持外送系统的功率平衡；包括：
步骤210，检测外送系统的当前电压直流母线电压；
步骤220，根据当前电压直流母线电压所处的直流母线电压区间识别外送系统的当前工作模式和当前工作模式的主导电压终端；
步骤230，外送系统的当前工作模式下，主导电压终端使用下垂控制维持外送系统的功率平衡，其他电压终端恒功率运行。
优选地，步骤300，当外送系统的功率满足预设条件时，将外送系统当前的工作模态切换为外送系统的其他的工作模态，包括：
步骤310，当外送系统功率超过当前工作模式的主导电压终端的功率调节容量，主导电压终端恒功率运行；
步骤320，直流母线电压进一步升降，直到进入另外工作模式的直流母线电压区间，导致新的主导电压终端出现，新的主导电压终端通过下垂控制重新调节外送系统的达到功率平衡，以使外送系统处于新的工作模式。
具体地，将新能源系统中可充当电压终端的可控资源包括新能源电源、储能装置和外送变流站分类，对应形成不同系统模态，即新能源主导模态、储能主导模态和变流站主导模态，将不同模态对应的直流母线电压设置不同的电压区间，形成一条由下垂线和恒功率线衔接而成的Z字形折线。
不同可控资源的V-P曲线与不同的系统模态相关联，在不同的电压区间依次排列，如图1。需要说明的是，图1中的V-P曲线的形状、位置和排列次序并非一成不变，而是需要根据可控资源的自身状态加以调整，还可以受到上级控制的调度和管理
将图4系统中可以充当电压终端的可控资源分为新能源场站、储能装置和外送变流站，对应地形成了三种系统模态，即新能源主导模态、储能主导模态和外送变流站主导模态。不同模态电压区间的高低顺序与对应电压终端的优先级一致。新能源场站由于其清洁性，发电优先级最高。这意味着新能源场站将尽可能的多输出功率，只有在储能装置和外送变流站电网吸收功率的容量都达到饱和，而新能源仍有功率盈余造成母线电压显著上升的情况下，为确保功率平衡，新能源才会主动削减功率出力。类似地，储能的优先级高于外送变流站。
利用系统的电压信息，对系统中电压终端进行对等的模态识别具体包括：
计及线路阻抗的影响，电压终端根据输出功率Po、输出电压Uo、距离长度等本地信号计算得到直流母线电压，基于设置的Z字形折线，电压终端根据系统直流母线电压识别系统的模态，在每一个模态，相应的电压终端使用下垂控制维持功率平衡，并在多个可能的电压终端中按比例分配功率调节量，相应的Z字形曲线由控制环路实现，在下垂控制的基础上，插入了功率限幅环节，以融合电压终端和功率终端的运行特征。
V-P曲线塑造成一条由下垂线和恒功率线衔接而成的Z字形折线，不同可控资源的V-P曲线与不同的系统模态相关联，在不同的电压区间依次排列。在每一个模态，相应的电压终端使用下垂控制维持功率平衡，并在多个可能的电压终端中按比例分配功率调节量；而功率终端则使用恒功率控制，按照自身的功率需求发电、用电。图1中的V-P曲线的形状、位置和排列次序并非一成不变，而是需要根据可控资源的自身状态加以调整，还可以受到上级控制的调度和管理。
Z字形V-P曲线由图2所示控制环路实现。在下垂控制的基础上，插入了功率限幅环节，以融合电压终端和功率终端的运行特征。如果功率参考值P*未达到功率上限P+或功率下限P-，则下垂控制起作用，对外表现为电压终端；反之，则功率限幅环节起作用，表现为功率终端。
优选地，多种工作模态包括：
新能源终端主导模态、储能终端主导模态和变流站主导模态。
优选地，新能源终端主导模态、储能终端主导模态和变流站主导模态工作模型，具体包括：
新能源终端或储能终端或变流站控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，并控制外送系统的电压和功率形成一条由下垂线和恒功率线衔接而成的Z字形折线。
优选地，新能源终端或储能终端或变流站控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，包括：
在变流站主导模态下，外送系统的直流母线电压的运行范围为：0.95～0.98pu；
在储能终端主导模态下，外送系统的直流母线电压的运行范围为：0.98～1.02pu；
在新能源终端主导模态下，外送系统的直流母线电压的运行范围为：1.02～1.05pu。
不同模态对应的直流母线电压设置不同的电压区间具体包括：
模态1，变流站主导模态，电压范围为0.95～0.98pu；
模态2，储能主导模态，电压范围为0.98～1.02pu；
模态3，新能源主导模态，电压范围为1.02～1.05pu；
具体地，模态自适应控制的电压范围选取需要考虑多重因素。一方面，选取较小的电压范围有利于减小电压波动，提升电能质量。另一方面，选取较大的电压范围可以避免线路压降和传感器误差导致的功率不均衡和模态不一致问题。一般高压直流输电系统允许的电压变化范围在额定值的±5％以内，由此划分各模态对应电压范围标幺值如表1所示。三种模态对应的母线电压范围如表1所示。
表1模态自适应控制的电压范围
优选地，当外送系统的功率满足预设条件时，将外送系统当前的工作模态切换为外送系统的其他的工作模态之后，还包括：
当受端电网断电，则变流站失去功率平衡功能，如果储能终端有剩余容量，则切换到储能终端主导模态；
如果储能终端达到放电极限，则外送系统中后备功率不足，需要切除部分负荷以维持功率平衡，负荷切除后外送系统仍回到储能主导模态。
具体地，当系统发生功率变化时，通过系统中电压终端进行对等的模态切换，实现无通信模态自适应功率分配和新能源直流外送系统自适应功率快速分配之后，还可以包括除了适应外送系统内部的工况变化之外，模态自适应控制方法也天然地适应由于故障等原因造成的外送系统与受端系统脱开的工况，具体包括：
在外送系统中，由于外送变流站的解耦作用，受端电网侧的变化不会直接对外送系统产生影响，不论是并网还是脱网状态，在外送系统内部仍需要由电压终端的身份确定内部模态，当外送系统处于新能源主导模态，则并网和脱网条件下的外送变流站从外送系统内部看来都是一个功率终端，只不过孤岛条件下功率为零而已，此时外送系统并网-孤岛的切换映射到外送系统内部变成了新能源主导模态内部的功率波动，对于储能主导模态也可以做类似分析，只有在外送变流站主导模态，假设受端电网突然断电，则外送变流站失去功率平衡功能，此时如果储能装置有剩余容量，则切换到储能主导模态；如果储能达到放电极限，则外送系统中后备功率不足，需要切除部分负荷以维持功率平衡，负荷切除后系统仍回到储能主导模态，如图6。
充分利用了外送系统与受端系统之间的解耦关系，能够以自适应的方式实现并网-孤岛无缝切换。
通过实验验证所提方法的可行性。
首先测试一种新能源直流外送系统自适应功率分配方法在不同工况下灵活的模态切换能力，如图7所示。将系统设定在储能主导模态，新能源功率在约7秒开始下降，储能功率则随之提升以维护功率平衡。不同超级电容和蓄电池单元功率出力与其动态性能和静态容量相匹配，显示同一模态内不同单元之间有良好的功率协同功能。随着新能源功率继续下降，储能出力逐渐达到上限，失去功率平衡调节能力，导致直流电压进一步下跌，在约12秒触发了系统模态转换，外送变流站开始主动调节功率，直至重新达到功率平衡，完成系统从模态2向模态1的切换。
反之，如果新能源出力持续增大，系统中存在功率盈余，则储能装置会一直吸收功率，直到逐渐达到功率极限，如图8所示。此后，储能装置失去功率平衡功能，直流电压开始升高，直到越过模态阈值电压，触发系统模态切换。此后，新能源电源开始主动削减出力，以维护功率平衡，系统从模态2进入模态3。系统从模态1或模态3切换回模态2的过程是上述过程的逆过程，不再赘述。
除了外送系统内部的工况变动之外，自适应功率分配方法还可以自然地适应外送系统并网-孤岛的切换。以下通过一组实验来展示自适应孤岛-并网切换过程。对于并网→孤岛切换，考虑两种情况：
孤岛前系统不处于外送变流站主导模态。在这种情况下，切换前后外送变流站都表现为功率终端，只不过孤岛后功率调整为零。这意味着并网→孤岛切换等效于外送系统内部功率波动，实验结果如图9所示。
孤岛前系统处于外送变流站主导模态。在这种情况下，送网与受网断开连接后需要有其他资源接替外送变流站担任电压终端，维持功率平衡。如果孤岛后储能装置尚有剩余容量，则系统直接切换到储能主导模态；反之，则系统后备功率不足导致电压下跌，当电压低于0.85pu时，触发欠压甩负荷断路器，切除部分非关键负荷后，系统仍回到储能主导模态，实验结果如图图10所示。
对于孤岛向并网的切换，情况则更为简单。在外送变流站从断电恢复后，外送变流站首先以功率终端的身份加入系统，并逐渐调整功率限制达到预期值，此后则视具体功率平衡条件决定系统模态。
从上述三种情况可见，并网-孤岛的切换可以映射为外送系统不同内部模态的切换。模态自适应控制利用外送系统与受端系统解耦特性，根据直流电压的运行区间，以分散自适应的方式实现了并网-孤岛无缝链接和平滑过渡。
本发明将新能源系统中可充当电压终端的可控资源如新能源电源、储能装置和外送变流站等分类，对应形成不同系统模态，再将不同模态对应的直流母线电压设置在不同的电压区间，电压终端根据系统直流母线电压识别系统的模态。在每一个模态，相应的电压终端使用下垂控制维持功率平衡，并在多个可能的电压终端中按比例分配功率调节量，最后当系统功率发生变化，电压终端则自动地调节功率出力，使系统重新达到功率平衡，对应的直流电压也因下垂控制而升降，直流电压的变化触发了分散对等的系统模态切换，不同的终端无需相互通信就能协同地转换各自的控制目标，实现各模态间自适应功率分配，最终实现新能源直流外送系统功率灵活分配。
本发明在无需借助通信的条件下，仅根据直流电压中提取的关键信息，实现新能源直流外送系统在多样性的可控资源中进行灵活自适应功率分配，具有较高的实用价值。
实施例2：
本实施例提供了一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配装置，装置包括：工作模式设置模块，用于基于外送系统中多个电压终端的出力优先级，将外送系统设置为多种工作模态；工作模式运行模块，用于当外送系统处于不同工作模态时，不同的电压终端控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，并使用下垂控制维持外送系统的功率平衡；工作模式切换模块，用于当外送系统的功率满足预设条件时，将外送系统当前的工作模态切换为外送系统的其他的工作模态。
本实施例中各个模块的具体实现可以参见上述实施例1，在此不再一一赘述。需要说明的是，上述实施例提供的装置仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
可以理解，上述实施例的装置中所使用的术语“第一”、“第二”等可用于描述各种单元，但这些单元不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个模块与另一个模块区分。举例来说，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将第一发送模块称为第二发送模块，且类似地，可将第二发送模块称为第一发送模块，第一发送模块和第二发送模块两者都是发送模块，但其不是同一发送模块。
实施例3：
本实施例提供了一种计算机设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现上述的新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法。
实施例4：
本实施例提供了一种存储介质，该存储介质为计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时，处理器执行存储器存储的计算机程序时，实现上述实施例1的新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法。
需要说明的是，本实施例的计算机可读存储介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法，其特征在于，所述方法包括：
基于外送系统中多个电压终端的出力优先级，将外送系统设置为多种工作模态；
当外送系统处于不同工作模态时，不同的电压终端控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，并使用下垂控制维持外送系统的功率平衡；
当外送系统的功率满足预设条件时，将外送系统当前的工作模态切换为外送系统的其他的工作模态。
2.根据权利要求1所述新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法，其特征在于，所述当外送系统处于不同工作模态时，不同的电压终端控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，并使用下垂控制维持外送系统的功率平衡；包括：
检测外送系统的当前电压直流母线电压；
根据当前电压直流母线电压所处的直流母线电压区间识别外送系统的当前工作模式和当前工作模式的主导电压终端；
外送系统的当前工作模式下，主导电压终端使用下垂控制维持外送系统的功率平衡，其他电压终端恒功率运行。
3.根据权利要求2所述新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法，其特征在于，所述当外送系统的功率满足预设条件时，将外送系统当前的工作模态切换为外送系统的其他的工作模态，包括：
当外送系统功率超过当前工作模式的主导电压终端的功率调节容量，主导电压终端恒功率运行；
直流母线电压进一步升降，直到进入另外工作模式的直流母线电压区间，导致新的主导电压终端出现，新的主导电压终端通过下垂控制重新调节外送系统的达到功率平衡，以使外送系统处于新的工作模式。
4.根据权利要求2所述新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法，其特征在于，所述多种工作模态包括：
新能源终端主导模态、储能终端主导模态和变流站主导模态。
5.根据权利要求4所述新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法，其特征在于，所述新能源终端主导模态、储能终端主导模态和变流站主导模态的工作模型，具体包括：
新能源终端或储能终端或变流站控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，并控制外送系统的电压和功率形成一条由下垂线和恒功率线衔接而成的Z字形折线。
6.根据权利要求5所述新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法，其特征在于，所述新能源终端或储能终端或变流站控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，包括：
在变流站主导模态下，外送系统的直流母线电压的运行范围为：0.95～0.98pu；
在储能终端主导模态下，外送系统的直流母线电压的运行范围为：0.98～1.02pu；
在新能源终端主导模态下，外送系统的直流母线电压的运行范围为：1.02～1.05pu。
7.根据权利要求1所述新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法，其特征在于，所述当外送系统的功率满足预设条件时，将外送系统当前的工作模态切换为外送系统的其他的工作模态之后，还包括：
当受端电网断电，则变流站失去功率平衡功能，如果储能终端有剩余容量，则切换到储能终端主导模态；
如果储能终端达到放电极限，则外送系统中后备功率不足，需要切除部分负荷以维持功率平衡，负荷切除后外送系统仍回到储能主导模态。
8.一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配装置，其特征在于，所述装置包括：
工作模式设置模块，用于基于外送系统中多个电压终端的出力优先级，将外送系统设置为多种工作模态；
工作模式运行模块，用于当外送系统处于不同工作模态时，不同的电压终端控制外送系统运行于不同的直流母线电压区间，并使用下垂控制维持外送系统的功率平衡；
工作模式切换模块，用于当外送系统的功率满足预设条件时，将外送系统当前的工作模态切换为外送系统的其他的工作模态。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，所述计算机设备执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。
10.一种存储介质，其特征在于，存储程序，所述程序被处理器执行时，所述处理器执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。
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| CN202211479453.8A CN116404700A (zh) | 2022-11-24 | 2022-11-24 | 一种新能源直流汇聚外送系统自适应功率分配方法及装置 |
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2022
- 2022-11-24 CN CN202211479453.8A patent/CN116404700A/zh active Pending
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