葛健， 楊晨， 楊景剛， 張中鋒， 祁琦， 謝曄源

(1. 南京南瑞繼保電氣有限公司,江蘇 南京 211102；2. 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院,江蘇 南京 211103)

0 引言

直流微電網(wǎng)僅需控制直流電壓的穩(wěn)定即可平衡系統(tǒng)功率，控制策略簡(jiǎn)單，運(yùn)行效率較高，供電可靠，電能質(zhì)量高[1]。隨著新能源、充電樁等直流設(shè)備的發(fā)展，中壓柔性直流配網(wǎng)的研究得到較大關(guān)注[2—3]。直流變壓器是連接中壓柔性直流系統(tǒng)與低壓直流電網(wǎng)的重要設(shè)備，文獻(xiàn)[4—5]提出基于模塊化輸入、輸出串聯(lián)的雙有源橋控制拓?fù)渲绷髯儔浩?，并?duì)移相控制策略進(jìn)行了研究。但是直流微電網(wǎng)母線接入多電壓等級(jí)的需求尚處于研究階段，迫切需要能接入中壓直流配網(wǎng)系統(tǒng)的滿足多電壓等級(jí)接入的電能路由器(electric energy router,EER)。

文獻(xiàn)[6—7]對(duì)低壓直流EER各端口變換器進(jìn)行了配置，未設(shè)計(jì)中壓直流端口；文獻(xiàn)[8]分析了EER配電網(wǎng)應(yīng)用的技術(shù)要求，但未涉及具體端口設(shè)計(jì)及控制方法；文獻(xiàn)[9]設(shè)計(jì)了帶中壓交流端口的EER，對(duì)交流母線電能質(zhì)量要求高，運(yùn)行可靠性較低；文獻(xiàn)[10]研究了EER端口的協(xié)調(diào)控制及交流電網(wǎng)端口的無(wú)縫并離網(wǎng)切換，未能對(duì)新能源及儲(chǔ)能端口進(jìn)行統(tǒng)一優(yōu)化設(shè)計(jì)；文獻(xiàn)[11]提出五端口能量路由器端口間的潮流轉(zhuǎn)供及儲(chǔ)能對(duì)系統(tǒng)自穩(wěn)定的控制，系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)行模式多，難以在配網(wǎng)推廣；文獻(xiàn)[12]對(duì)直流微電網(wǎng)的分層協(xié)調(diào)控制策略進(jìn)行了研究，但對(duì)直流母線電壓的控制要求較高。綜上，滿足接入中壓柔性直流系統(tǒng)的交直流混聯(lián)且能直接接入光伏/儲(chǔ)能設(shè)備的通用EER的設(shè)計(jì)研制較少。

文中提出一種能接入中壓柔性直流系統(tǒng)的通用四端口EER，并建立基于通用四端口EER的微電網(wǎng)拓?fù)洌榻B通用EER的設(shè)計(jì)及其控制方法；然后從系統(tǒng)角度對(duì)并離網(wǎng)運(yùn)行轉(zhuǎn)換的控制方法進(jìn)行了研究；最后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工程試驗(yàn)驗(yàn)證了文中并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)轉(zhuǎn)換過(guò)程及EER端口功率調(diào)節(jié)的可行性和有效性。

1 基于通用EER的微電網(wǎng)拓?fù)?/h2>

典型直流微電網(wǎng)的拓?fù)洌ɑ诘蛪鹤兞髌?power conversion system,PCS)的直流微電網(wǎng)拓?fù)鋄1,13]和基于電力電子變壓器(power electronic trans-former,PET)的直流微電網(wǎng)拓?fù)鋄14—16]，分別如圖1、圖2所示。

圖1 基于低壓PCS的直流微電網(wǎng)拓?fù)銯ig.1 DC microgrid topology based on the PCS

圖2 基于PET的直流微電網(wǎng)拓?fù)銯ig.2 DC microgrid topology based on the PET

圖1中，直流微電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)為工頻變壓器低壓側(cè)380 V經(jīng)低壓PCS設(shè)備轉(zhuǎn)換得到的低壓直流接口。圖2中，直流微電網(wǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)為接入交流10 kV配電網(wǎng)的PET轉(zhuǎn)換形成的低壓直流接口。圖1直流微電網(wǎng)存在工頻變壓器且一般380 V電壓等級(jí)還掛接其他負(fù)荷，導(dǎo)致PCS的交流側(cè)系統(tǒng)電能質(zhì)量較差，PCS的交流380 V側(cè)電網(wǎng)短路容量小，直流系統(tǒng)供電穩(wěn)定性不高。圖2采用基于級(jí)聯(lián)H橋的PET[17—18]，將低壓直流直接與10 kV交流系統(tǒng)連接，增強(qiáng)了低壓直流與10 kV交流系統(tǒng)的電氣聯(lián)系，抗擾動(dòng)能力較強(qiáng)，但單套PET的容量有限，且此變換器的開(kāi)關(guān)管較多，設(shè)備成本較大，限制了該拓?fù)涞氖褂谩?/p>

結(jié)合現(xiàn)有中壓柔性直流系統(tǒng),文中提出交直流混合微電網(wǎng)通過(guò)柔直換流器接入交流10 kV/20 kV的網(wǎng)架，見(jiàn)圖3。柔直換流器將交流10 kV或20 kV轉(zhuǎn)換為直流±10 kV的公共母線或直流接入點(diǎn)，微電網(wǎng)主設(shè)備通用EER的±10 kV端口直接接入柔直提供的直流±10 kV接入點(diǎn)，此時(shí)，低壓直流母線可以直接通過(guò)EER與中壓直流±10 kV系統(tǒng)連接。

圖3 基于EER的微電網(wǎng)接入網(wǎng)架Fig.3 Main wiring containing the microgrid based on the EER

相比于圖1和圖2的拓?fù)?，通用EER的中壓端口無(wú)需進(jìn)行交流-直流(AC-DC)轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)，提升了效率，且中壓直流側(cè)電能質(zhì)量較好，提升了微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。此外，文中提出微電網(wǎng)拓?fù)浠谕ㄓ肊ER對(duì)潮流進(jìn)行柔性控制，EER的4個(gè)端口可方便地實(shí)現(xiàn)中壓直流、低壓直流、低壓交流的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)功率互供及故障隔離，且便利了新能源及儲(chǔ)能設(shè)備的接入。

在微電網(wǎng)內(nèi)部，通用EER的詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示。其中，基本EER單元包括AC380 V端口、DC750 V端口、DC±10 kV端口及通用DC-DC端口。中壓柔直系統(tǒng)輸出接入EER的DC±10 kV端口，實(shí)現(xiàn)與EER其他端口的功率互供；交流380 V系統(tǒng)主要由EER的AC380 V端口提供系統(tǒng)電壓；低壓750 V直流系統(tǒng)主要由EER的DC750 V端口提供系統(tǒng)電壓；儲(chǔ)能/光伏接入通用DC-DC端口，當(dāng)此端口接入光伏電池板時(shí)，可修改配置為單向變流器。

圖4 基于通用EER的微電網(wǎng)拓?fù)銯ig.4 Microgrid topology based on universal EER

基于通用EER的微電網(wǎng)拓?fù)涮匦匀缦拢?/p>

(1) EER單元所有端口均可具備功率的雙向流動(dòng)能力；

(2) 低壓交直流系統(tǒng)的短路能力主要由EER的AC380 V端口及DC750 V端口來(lái)提供；

(3) EER單元的端口間具備故障隔離能力，單端口故障不影響其他端口運(yùn)行；

(4) 采用通用EER上層協(xié)調(diào)控制裝置實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制自身各端口運(yùn)行的基本功能同時(shí)，還可配合微網(wǎng)控制器執(zhí)行上層優(yōu)化控制策略。

與典型的直流微電網(wǎng)比較，基于EER的微電網(wǎng)集成度較高，容易實(shí)現(xiàn)分層控制策略，控制層級(jí)清晰，系統(tǒng)拓?fù)浜?jiǎn)單清晰。同時(shí)，通過(guò)運(yùn)行模式的轉(zhuǎn)換及多套EER的協(xié)調(diào)供電，系統(tǒng)運(yùn)行方式切換靈活，運(yùn)行可靠性高。

2 通用四端口EER內(nèi)部模塊的控制

EER采用分層控制策略，每個(gè)子模塊配置1個(gè)控制單元，包括直流變壓器控制裝置、通用變流器DC-DC控制裝置、DC-AC變換器控制裝置和DC-DC變換器控制裝置，實(shí)現(xiàn)模塊基本起停、控制模式切換、底層電壓功率控制等邏輯，底層電壓控制可實(shí)現(xiàn)對(duì)母線電壓的快速控制。

子模塊的控制采用分布式控制單元實(shí)現(xiàn)，上層配置EER協(xié)調(diào)控制裝置，通過(guò)組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)子模塊分布式控制單元的集中式控制。分層控制框架如圖5所示。

圖5 EER分層控制架構(gòu)示意Fig.5 Schematic diagram of layered control architecture of the EER

EER控制目標(biāo)：

(1) 內(nèi)部直流母線的電壓穩(wěn)定控制；

(2) 各端口模式的管理；

(3) 內(nèi)部直流母線電壓控制電源的功率協(xié)調(diào)；

(4) 輸出端口電壓/功率的控制。

2.1 各端口內(nèi)部模塊控制模式管理

正常運(yùn)行時(shí)，EER內(nèi)部直流母線電壓由直流變壓器及儲(chǔ)能電池供電的通用變流器協(xié)調(diào)控制。直流變壓器和儲(chǔ)能變流器運(yùn)行于電壓控制模式。

直流±10 kV端口由直流變壓器構(gòu)成，輸入為直流±10 kV電壓，輸出為直流750 V電壓，拓?fù)洳捎眠m用于柔性直流配電網(wǎng)的模塊化輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)雙有源全橋型(dual active bridge,DAB)直流變壓器方案。變換器拓?fù)淙鐖D6所示。

圖6 EER直流變壓器拓?fù)銯ig.6 Topology of the DC transformer in the EER

DAB功率模塊通過(guò)調(diào)節(jié)前級(jí)全橋和后級(jí)全橋之間的移相占空比Θc實(shí)現(xiàn)對(duì)有功功率的調(diào)節(jié)，其中Θc表示前后級(jí)全橋?qū)?yīng)開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)間差與半開(kāi)關(guān)周期的比值。

通用變流器端口可接入儲(chǔ)能，為提升變換器容量且滿足功率雙向傳輸需求，采用三相全橋結(jié)構(gòu)拓?fù)?，可等效?個(gè)Boost變換器的并聯(lián)，變流器拓?fù)淙鐖D7所示。

圖7 EER通用變流器拓?fù)銯ig.7 Topology of the universal converter in the EER

DC-AC變流器采用三相全橋拓?fù)?全橋模塊見(jiàn)圖7虛線框)，三相電抗器的輸出接入至三相交流系統(tǒng)，為交流380 V系統(tǒng)供電，為實(shí)現(xiàn)故障電流注入、多機(jī)并聯(lián)及僅DC-AC供電時(shí)交流系統(tǒng)的穩(wěn)定，采用交流虛擬同步機(jī)控制(virtual synchronous ge-ne-ra-tor，VSG)模式。

DC-DC變流器模塊與圖7通用變流器端口拓?fù)湎嗤?，為直流系統(tǒng)供電，運(yùn)行于控制母線側(cè)電壓的直流電壓模式。當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)故障時(shí)，控制器將切換運(yùn)行模式，保障DC-DC變流器輸出固定大小的短路電流。

2.2 直流變換器多機(jī)并聯(lián)控制策略

以EER內(nèi)部直流變壓器及儲(chǔ)能變流器并聯(lián)為例進(jìn)行分析。

2個(gè)直流變流器協(xié)調(diào)運(yùn)行時(shí)，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)直流電壓的穩(wěn)定控制及穩(wěn)態(tài)時(shí)多機(jī)的功率均衡，提出了基于下垂控制模式的協(xié)調(diào)電壓控制策略[18—23]。

直流變流器的電壓參考值由EER下發(fā)，當(dāng)系統(tǒng)空載運(yùn)行時(shí)，直流變流器的電壓參考值相同，2套直流變流器的輸出功率總和為0，如圖8所示。2套直流變流器都運(yùn)行于功率點(diǎn)(0，Ui)，Ui為電壓參考值。

圖8 直流變換器下垂特性曲線Fig.8 Droop characteristic curves of the DC converter

隨著系統(tǒng)逐漸帶載，系統(tǒng)運(yùn)行電壓下移，可推導(dǎo)得：

U1=Ui-P1k1

(1)

U2=Ui-P2k2

(2)

P1/P2=k2/k1

(3)

式中：k1，k2為下垂系數(shù)，定義下垂系數(shù)ki=ΔUi/ΔPi。

由式(1)—式(3)得出，在未有協(xié)調(diào)控制時(shí)，2套直流電壓變換器的輸出功率與其下垂系數(shù)成反比，下垂系數(shù)越大，輸出的功率越小。系統(tǒng)最終穩(wěn)定的電壓與輸出功率的關(guān)系如下：

U1=Ui-Psumk1k2/(k1+k2)

(4)

式中：2套變換器的功率和為Psum。

因系統(tǒng)電壓要求在變換器的輸出容量?jī)?nèi)變化時(shí)，波動(dòng)需控制在一定范圍。故而下垂系數(shù)設(shè)定值一般不能太大，下垂系數(shù)k的計(jì)算方法如下：

ki=ΔUi/ΔPi

(5)

ΔU=Pk

(6)

k=|ΔUmax|/PN

(7)

直流變壓器的控制環(huán)路如圖9所示，其中采用的電壓-電流下垂特性推導(dǎo)方式可參考式(1)—式(7)。

圖9 直流變壓器電壓控制環(huán)路Fig.9 Voltage control loop of the DC transformer

圖9中，Θc為移相全橋前級(jí)開(kāi)關(guān)與后級(jí)全橋開(kāi)關(guān)控制脈沖的移相占空比；Kd為下垂系數(shù)(Kd=|ΔUmax|/IN)；uref為電壓參考值；Δu為上層協(xié)調(diào)控制下發(fā)的電壓參考值偏移量。

Θc與變換器的有功功率P輸出成正比，以正向功率為例，單個(gè)DAB的傳輸功率與移相占空比Θc之間的關(guān)系可以表示為：

(8)

在儲(chǔ)能直流變換器的控制中，變換器可等效為3個(gè)Boost變換器的并聯(lián)，采用電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)，控制環(huán)路如圖10所示，其中，輸出D為變換器開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)脈沖的占空比。圖10中采用的電壓-電流下垂特性推導(dǎo)方式可參考式(1)—式(7)。

圖10 通用變流器電壓控制環(huán)路Fig.10 Voltage control loop of the universal converter

2.3 上層協(xié)調(diào)控制層實(shí)現(xiàn)單端口功率調(diào)節(jié)

DC-AC模塊運(yùn)行于VSG控制模式時(shí)，其輸出功率由交流系統(tǒng)的功率平衡來(lái)調(diào)節(jié)，若交流系統(tǒng)有其他電源，可通過(guò)調(diào)節(jié)本機(jī)DC-AC的頻率參考值來(lái)實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)。

DC-DC變流器運(yùn)行于直流電壓控制模式，其輸出功率由直流系統(tǒng)的功率平衡來(lái)調(diào)節(jié)，若直流系統(tǒng)有其他電源，可通過(guò)調(diào)節(jié)本機(jī)電壓參考值來(lái)實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)。

2套直流電壓變換器協(xié)調(diào)控制內(nèi)部直流電壓時(shí)，為保障系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定控制，直流變換器的功率調(diào)節(jié)采取慢速調(diào)節(jié)方案，調(diào)節(jié)方式為調(diào)節(jié)變換器的直流電壓參考值。

通過(guò)2.2節(jié)中差異化設(shè)置電壓下垂系數(shù)，可在暫態(tài)時(shí)均衡輸出每套變換器的功率，容量大的輸出功率大。

對(duì)于EER內(nèi)部模塊的功率精確調(diào)節(jié)[23—24]，可通過(guò)慢速功率調(diào)節(jié)環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，以直流變壓器為例，控制環(huán)路設(shè)計(jì)如圖11所示。

圖11 直流變換器功率調(diào)節(jié)控制環(huán)路Fig.11 Power regulation loop of the DC converter

圖11中，功率環(huán)的輸入為功率參考值pref和變換器功率輸出實(shí)際值pdc。功率環(huán)的輸出為對(duì)直流變換器電壓參考值的二次調(diào)節(jié)量，輸出為正則增大電壓參考值，變換器的功率輸出增加。

為實(shí)現(xiàn)電壓的二次調(diào)節(jié)，EER上層協(xié)調(diào)控制裝置設(shè)置二次調(diào)節(jié)控制環(huán)，當(dāng)內(nèi)部母線帶負(fù)荷過(guò)重導(dǎo)致系統(tǒng)電壓低于設(shè)定值(uref)較大時(shí)，增加下發(fā)直流變流器的電壓參考值，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電壓的二次精確調(diào)節(jié)。EER上層協(xié)調(diào)控制器控制如圖12所示，其中，pref_n為下發(fā)第n套直流變換器的功率指令；Δu_n為下發(fā)第n套直流變換器的電壓參考值偏移量指令。

圖12 EER上層協(xié)調(diào)控制邏輯Fig.12 Upper layer coordination control logic of the EER

3 并離網(wǎng)切換微電網(wǎng)的潮流控制方法

以EER為單元的交直流混合微電網(wǎng)，在主供電端口±10 kV直流變壓器供電切換為內(nèi)部?jī)?chǔ)能端口供電時(shí)，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷潮流的轉(zhuǎn)移。通過(guò)調(diào)節(jié)EER控制儲(chǔ)能的功率參考值pref，達(dá)到調(diào)節(jié)儲(chǔ)能設(shè)備功率輸出的目的。圖13為EER DC±10 kV端口離網(wǎng)的控制示意。

圖13 EER DC±10 kV端口離網(wǎng)控制示意Fig.13 Control schematic diagram during the off grid of the EER DC±10 kV port

圖13中，通過(guò)增大儲(chǔ)能功率輸出，可以自然地減小主供電 ±10 kV端口的功率。當(dāng)EER的±10 kV端口功率下降到允許停運(yùn)的范圍時(shí)，可以下發(fā)主動(dòng)離網(wǎng)指令，從而平滑切換為離網(wǎng)儲(chǔ)能供電的微電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行方式。此過(guò)程負(fù)荷功率平穩(wěn)，無(wú)需變換器執(zhí)行模式切換操作，系統(tǒng)電壓波動(dòng)較小。

4 試驗(yàn)驗(yàn)證

工程實(shí)際構(gòu)建了含有2套EER的微電網(wǎng)系統(tǒng)，系統(tǒng)主接線如圖14所示，每套EER搭建了4端口模塊。交直流系統(tǒng)由2套EER供電，系統(tǒng)中可配置可控負(fù)荷協(xié)同EER完成對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的控制。

圖14 交直流混合配電網(wǎng)主接線Fig.14 Main circuit wiring of the hybrid microgrid

控制保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路為分層控制邏輯， 系統(tǒng)的控制目標(biāo)為：(1) 維持系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)功率的快速平衡；(2) 實(shí)現(xiàn)2套EER的功率均分；(3) 系統(tǒng)控制模式轉(zhuǎn)換或上層經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行點(diǎn)。

正常運(yùn)行時(shí)，直流系統(tǒng)的電壓由2套EER的直流變壓器模塊及直流儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制電壓，交流系統(tǒng)的電壓由2套EER的DC-AC模塊協(xié)調(diào)控制電壓。正常運(yùn)行時(shí)，2套EER的端口容量及運(yùn)行模式如表1所示。

表1 EER端口運(yùn)行參數(shù)Table 1 Port parameters of the EER router

4.1 2套EER DC750 V端口功率均衡控制

直流系統(tǒng)由2套EER的DC750 V端口并列供電時(shí)，2個(gè)端口電壓參考值和下垂系數(shù)設(shè)置完全一致。母線上突加負(fù)載，記錄2套EER的DC750 V端口輸出功率波形。穩(wěn)態(tài)時(shí)，投入DC750 V端口的功率均分策略，觀察2個(gè)端口的功率輸出調(diào)節(jié)情況，記錄的功率波形，分別如圖15、圖16所示。

圖15 2套EER DC750 V端口帶載功率波形Fig.15 Power waveforms of two EER DC750 V ports while increasing the load

圖16 投入功率均衡策略時(shí)EERDC750 V端口功率波形Fig.16 Power waveforms of the EER DC750 V port while applying the power balancing control strategy

未投入2個(gè)端口功率均分策略時(shí)，2套EER DC750 V端口輸出功率的變化趨勢(shì)一致，且功率輸出差異較小，但因2個(gè)DC750 V端口電壓采集存在一定的差異，實(shí)際功率輸出存在50 kW的差異。投入功率均分策略后，通過(guò)電壓參考值的二次調(diào)節(jié)，2套EER DC750 V端口輸出功率調(diào)節(jié)至輸出一致。

通過(guò)波形驗(yàn)證得出，分層控制策略在負(fù)荷階躍時(shí)可通過(guò)電壓控制實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)快速輸出電源功率來(lái)維持系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定，穩(wěn)態(tài)時(shí)通過(guò)功率均分策略可實(shí)現(xiàn)2個(gè)端口功率的均衡，從而協(xié)調(diào)2套EER的運(yùn)行效率達(dá)到最優(yōu)，避免產(chǎn)生功率環(huán)流。

4.2 正常運(yùn)行轉(zhuǎn)離網(wǎng)運(yùn)行功率調(diào)節(jié)過(guò)程

基于2套EER的交直流混合微電網(wǎng)中，可通過(guò)儲(chǔ)能、新能源、負(fù)荷形成獨(dú)立自治的運(yùn)行電網(wǎng)。投入主動(dòng)并離網(wǎng)切換指令后，EER自動(dòng)檢測(cè)DC±10 kV端口功率輸出，儲(chǔ)能變流器接受到功率調(diào)節(jié)指令后，調(diào)節(jié)電壓參考值。直流變壓器功率降為允許離網(wǎng)功率值后，可執(zhí)行閉鎖變壓器操作，實(shí)現(xiàn)EER DC±10 kV端口離網(wǎng)。DC±10 kV端口功率及儲(chǔ)能功率波形如圖17所示，此過(guò)程的低壓直流母線電壓和交流端口電壓波形分別如圖18、圖19所示。

圖17 并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)時(shí)EER DC±10 kV端口及儲(chǔ)能端口功率波形Fig.17 Power waveform of the EER DC±10 kV port and the EER BESS port while the microsystem switches from on grid to off grid

圖18 并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)時(shí)EER DC750 V端口電壓波形Fig.18 Voltage waveform of the EER DC750 V port while the microsystem switches from on grid to off grid

圖19 并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)時(shí)EER AC380 V交流端口電壓波形Fig.19 Voltage waveform of the EER AC380 V portwhile the microsystem switches from on grid to off grid

可以看出，負(fù)荷的功率逐漸由通用變流器端口的儲(chǔ)能設(shè)備支撐，DC±10 kV端口的功率自然降低至允許切除的功率范圍以內(nèi)，保障了主動(dòng)離網(wǎng)時(shí)潮流較小的波動(dòng)，提升了主動(dòng)離網(wǎng)的成功率。執(zhí)行主動(dòng)離網(wǎng)指令后，負(fù)荷功率由DC±10 kV端口轉(zhuǎn)供至儲(chǔ)能設(shè)備過(guò)程，直流母線電壓及交流端口電壓的波動(dòng)很小。驗(yàn)證了基于EER的微電網(wǎng)中壓直流聯(lián)絡(luò)線主動(dòng)離網(wǎng)時(shí)，負(fù)荷功率可平滑地由DC±10 kV端口轉(zhuǎn)移至儲(chǔ)能設(shè)備，且此過(guò)程交直流系統(tǒng)的電壓擾動(dòng)很小。

5 結(jié)語(yǔ)

文中提出基于通用EER的交直流混合微電網(wǎng)的拓?fù)?，?duì)通用EER的端口設(shè)計(jì)和控制策略進(jìn)行了研究。經(jīng)工程試驗(yàn)驗(yàn)證，通用EER內(nèi)部電源端口可高效并聯(lián)，通過(guò)功率調(diào)節(jié)環(huán)的電壓參考二次調(diào)節(jié)，可消除變換器采樣誤差或電壓采集點(diǎn)差異導(dǎo)致的功率不均衡。通用EER對(duì)內(nèi)部?jī)?chǔ)能端口的功率控制策略，實(shí)現(xiàn)了微電網(wǎng)運(yùn)行方式的平滑轉(zhuǎn)換。

工程現(xiàn)場(chǎng)基于通用EER的交直流混合微電網(wǎng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，驗(yàn)證了通過(guò)EER可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行方式的靈活管理和系統(tǒng)潮流的高效調(diào)節(jié)。引入EER技術(shù)后，直流微電網(wǎng)的供電可靠性得到了較大的提升。

本文得到國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司科技項(xiàng)目(J2019126)資助，謹(jǐn)此致謝！