针对VCM-VSC 和CCM-VSC 控制特点,研究适用于这2 种接口变流器的无互联线潮流控制,以期实现潮流在基于这2 种接口变流器的DR 间的合理分配。
1、适用于VCM-VSC 的下垂控制
假设线路阻抗为感性(目前VSC 常采用LCL 滤波器,因为网侧电感的存在,假设一般成立或者可通过虚拟阻抗的设计来保证),VCM-VSC 常采用P-ω、Q-U 下垂控制来实现VCM-VSC 之间的有功
与无功功率分配。其控制方程为:
式中ωV、UV,
式中下标数字含义同图2。
可见,合理设置下垂系数,即可实现有功与无功功率的按需分配。常采用按DR 系统容量设置下垂系数。且下垂系数需满足以下条件:
式中:Δω 和ΔU 分别为系统允许的最大角频率和电压幅值偏差;PmaxV 和QmaxV 分别为每个单元允许输出的最大有功和无功功率值。
2、适用于CCM-VSC 的倒下垂控制
基于 VCM-VSC 的下垂控制思想,适用于CCM-VSC 的倒下垂控制方法来实现CCM-VSC 之间的有功与无功功率分配。该类CCM-VSC 分为2 种形式:
1)采用ω-P、U-Q 倒下垂控制。
该类方法可应用于CCM-VSC 有功和无功功率调节能力不受DR 系统一次资源(如光伏、风电系统)环境条件的限制,如可再生能源过剩,DR 处于限功率运行工况,可以在限定的功率范围内自由调配的情况。该方法控制方程为
式中ωg、Ug,
稳态时,微电网系统工作于同一频率,忽略线路压降,则CCM-VSC 检测的网侧母线电压约等于微电网交流母线电压,若
式中下标数字含义同图2。
可见,合理设置倒下垂系数,即可实现有功与无功功率按需分配。
针对同时含有VCM-VSC 和CCM-VSC 的微电网,稳态时系统工作于同一角频率,即ωg=ωV。忽略线路阻抗压降,则理想工况下,有Ug=UV 成立。若需实现同等容量的VCM-VSC 和CCM-VSC 均载分配,则只需预设
2)有功功率按照DR 一次资源特性分配,无功功率按照剩余容量倒下垂控制运行。当CCM-VSC 用于可再生能源时,为了最大化能源利用,常采用最大功率点跟踪控制。因此有功功率输出受限于当前DR 系统一次资源。同时,在视在功率一定的情况下,该系统当前具有的无功储备也随着有功功率的变化而变化。令SC 为系统额定视在功率,PMPPT 为系统当前最大功率点,则DR系统的无功储备为: