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干货|直流供电系统怎么控制呢？

发布于：2022-10-28 13:32:28 来自：电气工程/电气工程原创版块 [复制转发]

知识点：直供电发电工程

直流供电控制系统的基本要求是保持供电系统中重要负荷的供电可靠性和电能质量需求，在此基础上实现分布式电源的充分利用。为了实现这一目标，从系统角度出发，根据时间尺度和控制目的可以将直流供电系统控制架构划分为优化控制层和电压协调控制层。优化控制层的目标是获取系统的最优运行状态，节能增效，其控制时间尺度通常为分钟级。电压协调控制层的控制目标是维持直流供电系统的稳定运行、提供优质的供电电压，其控制时间尺度通常在毫秒~秒级别。两者在控制时间尺度上具有良好的区分度，从控制功能设计原则上，应该满足当优化控制退出运行时，整个直流供电系统仍然能够持续稳定运行。

优化控制主要实现长期能量优化管理，通过分布式电源发电及负荷功率预测，在了解实时市场信息、分布式电源特性及发电成本的基础上，以网损、电压质量、经济性等指标为优化目标，调整可控设备（光伏、储能、交直流变换器、可控负荷等）的电压、功率等运行状态，优化直流配电系统运行。

电压协调控制层主要实现短期功率平衡，在接到优化控制指令后，实时调整可控设备的出力或对可控负荷进行相关控制，满足系统功率平衡和维持直流电压稳定。在直流系统中，直流电压反映了功率平衡的情况，当流入功率大于流出功率时，直流电压上升；当注入功率小于流出功率时，直流电压下降。所以，直流电压控制能力是评价直流系统性能的关键指标之一。

直流系统的控制策略一般可分为主从控制和下垂控制。如下图所示，主从控制是一种单点直流电压控制方法，利用一个换流站（主换流站）平衡系统有功功率，控制系统直流电压，其它换流站作为从站采用定功率控制或恒定直流电流控制方式。采用主从控制方法的直流系统完全可控，其电压调节性能和负荷分配特性都具有良好的刚性，但主站调节压力较大，系统中的功率波动（如光伏和风机的功率波动）全部由主换流站进行调节，因此容量较大的换流站通常被选作主换流站以降低系统直流电压和功率的波动。

图1 主从控制

直流电压下垂控制属于多点电压控制，是指所有具备功率调节能力的设备利用给定的各直流功率（或电流）与直流电压的斜率关系来实现多个站共同承担直流电压控制，其控制器原理框图如下图所示。当系统中负荷或新能源出力发生变化时，多个可控设备同时参与系统功率的调节，共同分担系统的功率变化，因而整个系统的直流电压波动更小。

图2 下垂控制

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供电

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