柔性配电网的定义、组网形态、运行方式及过渡方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性配电网的定义、组网形态、运行方式及过渡方法，包括：架空网单联络在联络点安装柔性开闭站代替联络开关；电缆网单联络在环网点安装柔性开闭站；架空网多联络用柔性开闭站代替传统的联络开关并改造接线方式，将另外的联络开关闭合，拆除改造后的冗余开关；电缆网多联络在环网点改造接线方式安装柔性开闭站，闭合联络开关；柔性配电网定义：用于实现柔性闭环运行的配电网，包括两个特征：闭环、柔性；柔性开闭站定义：一台多端柔性装置，通过多个柔性开关构成开闭站，混合柔性开闭站对到变电站的主馈线采用柔性开关连接，对到次级分支线路采用刚性开关连接。该发明专利技术具有重要理论价值和实践应用价值，在示范工程中具有指导意义。

Definition, network form, operation mode and transition method of flexible distribution network

The invention discloses a flexible distribution network definition, network configuration, operation mode and method of transition, including: network overhead single contact switching station instead of installing a flexible contact switch at the contact point; cable network in single contact ring outlets installed flexible switching station; overhead network contact with soft switching station instead of the traditional the contact switch and change the connection mode, the contact switch is closed and the redundancy switch after removal of the transformation of the cable network; multi contact installation of flexible switching station in ring network transformation connection mode, closed contact switch; the flexible distribution network for distribution network is defined: flexible closed-loop operation, including two characteristics: closed loop flexible; flexible switching station definition: a flexible multi terminal device via a plurality of flexible switch switching station, hybrid flexible switching station to the substation main feeder using flexible switch A rigid switch connection is applied to the secondary branch line. The invention has important theoretical value and practical application value, and has guiding significance in the demonstration project.

【技术实现步骤摘要】
柔性配电网的定义、组网形态、运行方式及过渡方法
本专利技术涉及智能配电网规划领域，对柔性电力电子技术改造升级配电网进行研究，尤其涉及一种柔性配电网的定义、组网形态、运行方式及过渡方法。
技术介绍
中国配电网现行原则因短路电流控制的原因而采取环网设计开环运行的模式，这种运行方式存在许多问题，如短时供电中断问题突出、配电网设备利用率低、限制可靠性进一步提高等。传统配电网在达到最大供电能力时的负荷分布由于开环运行方式的限制，实际运行状态很难达最大供电能力，设备利用率低；当故障或检修时，负荷通过站内母联开关或者站外联络开关进行离散转带，短时供电中断问题突出，可靠性低。
技术实现思路
本专利技术提供了一种柔性配电网的定义、组网形态、运行方式及过渡方法，本专利技术详细定义柔性配电网FDN，给出其组网形态、运行方式以及从传统配电网过渡方法，为以后FDN的建设发展提供技术指导，详见下文描述：一种柔性配电网的定义、组网形态、运行方式及过渡方法，所述方法包括以下步骤：架空网单联络改造：在联络点安装两端柔性开闭站代替联络开关；电缆网单联络改造：在环网点安装柔性开闭站，通过柔性开闭站实现了馈线的柔性闭环运行；架空网多联络改造：用柔性开闭站代替传统的联络开关改造接线方式，将另外的联络开关闭合，拆除改造后的冗余开关；电缆网多联络改造：在环网点改造接线方式安装柔性开闭站，闭合联络开关；与柔性开闭站相联络的三回馈线间的潮流能选择方向平滑地相互支援，柔性配电网的馈线等效负荷相对均衡，达到均衡馈线负荷；当馈线出口发生故障后，馈线出口开关和临近负荷开关断开隔离故障，非故障区段由柔性开闭站互联的馈线供电；对馈线段检修时，先后断开检修区两侧的分段开关，分段开关上游的负荷直接由馈线转带，另一分段开关下游的负荷由柔性开闭站互联的馈线进行功率支援；其中，上述柔性配电网定义为：用于实现柔性闭环运行的配电网，包括第一特征闭环；还包括：第二特征柔性；所述闭环特征可用于故障或检修时避免短时停电，在闭环点对短路电流有阻断能力；所述柔性特征可用于潮流控制，适应负荷与分布式能源的波动性；所述柔性开闭站定义为：一台多端柔性装置，即通过多个柔性开关构成的开闭站，单台柔性开关作为柔性开闭站的特例；柔性开闭站结合传统刚性开关形成混合方式，混合柔性开闭站对到变电站的主馈线采用柔性开关连接，对到次级分支线路采用刚性开关连接。本专利技术提供的技术方案的有益效果是：本专利技术给出了柔性电力电子改造后的配电网的详细定义，并给出其组网形态、运行方式以及从传统配电网过渡方法。该专利技术具有重要的理论价值和实践应用价值，已应用于国内外首个多端柔性闭环中压配电网示范工程的科研论证中，在示范工程中具有实际的指导意义，为以后FDN的规划提供一定的技术指导。附图说明图1为柔性配电网的定义、组网形态、运行方式及过渡方法的流程图；图2为架空网单联络的FDN改造的示意图；图3为电缆网单联络的FDN改造的示意图；图4为架空网多联络的FDN改造的示意图；图5为电缆网多联络的FDN改造的示意图；图6为FDN的正常运行的示意图；图7为FDN的N-1故障运行的示意图；图8为FDN的检修运行的示意图；图9为FDN算例的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。利用柔性电力电子技术改造的配电网是一个重要趋势，能有效解决传统配电网发展中的一些瓶颈问题。先进的电力电子技术可以构建灵活、可靠、高效的配电网，既可提升城市配电系统的电能质量、可靠性与运行效率，还可应对传统负荷以及高比例可再生能源的波动性[1]。智能柔性开关[2]是安装于传统联络开关处的一种新型智能电力电子装置，目前国内外相关学者已提出多端装置，它能使传统闭环设计开环运行的配电网改为柔性闭环运行。传统配电网馈线开关只能通过调节开关状态来改变电网拓扑结构，这种0-1的调节模式，使得电网潮流分布改变有限，然而安装柔性开关后，能够平滑调节馈线间的潮流分布，其优势主要体现在以下几方面：1)响应速度更快，潮流调节能力更强[2，3-4]；2)降低电网损耗，优化电压分布，提高暂态电压稳定性[5-6]；3)提高分布式电源、波动负荷的消纳能力[7-8]；4)均衡馈线间负载，提高供电能力[9]；5)缩小故障停电范围，提高供电可靠性[2]。本专利技术认为，柔性配电网(flexibledistributionnetwork,FDN)是未来配电网发展的一个重要特征和趋势，因此，本专利技术将详细定义FDN，并给出其组网形态、运行方式以及从传统配电网过渡方法，为以后FDN的规划提供技术指导原则。实施例1本专利技术实施例提供了一种柔性配电网的定义、组网形态、运行方式及过渡方法，参见图1，该方法包括以下步骤：101：架空网单联络改造：在联络点安装两端柔性开闭站代替联络开关；电缆网单联络改造：在环网点安装柔性开闭站，通过柔性开闭站实现了馈线的柔性闭环运行；102：架空网多联络改造：用柔性开闭站代替传统的联络开关改造接线方式，将另外的联络开关闭合，拆除改造后的冗余开关；电缆网多联络改造：在环网点改造接线方式安装柔性开闭站，闭合联络开关；103：与柔性开闭站相联络的三回馈线间的潮流能选择方向平滑地相互支援，柔性配电网的馈线等效负荷相对均衡，达到均衡馈线负荷；104：当馈线出口发生故障后，馈线出口开关和临近负荷开关断开隔离故障，非故障区段由柔性开闭站互联的馈线供电；105：对馈线段检修时，先后断开检修区两侧的分段开关，分段开关上游的负荷直接由馈线转带，另一分段开关下游的负荷由柔性开闭站互联的馈线进行功率支援。其中，上述柔性配电网定义为：用于实现柔性闭环运行的配电网，包括第一特征闭环；还包括：第二特征柔性；闭环特征可用于故障或检修时避免短时停电，在闭环点对短路电流有阻断能力；柔性特征可用于潮流控制，适应负荷与分布式能源的波动性；上述柔性开闭站定义为：一台多端柔性装置，即通过多个柔性开关构成的开闭站，单台柔性开关作为柔性开闭站的特例；柔性开闭站结合传统刚性开关形成混合方式，混合柔性开闭站对到变电站的主馈线采用柔性开关连接，对到次级分支线路采用刚性开关连接。综上所述，本专利技术实施例出了柔性电力电子改造后的配电网的详细定义，并给出其组网形态、运行方式以及从传统配电网过渡方法。该专利技术具有重要的理论价值和实践应用价值。实施例2下面结合具体的计算公式、实例对实施例1中的方案进行进一步地介绍，详见下文描述：一、FDN的定义本专利技术实施例将FDN定义为能够实现柔性闭环运行的配电网。FDN有两个特征：第一个特征是闭环，这是因为FDN在闭环点对短路电流具有阻断能力；第二个特征是柔性，即某些节点对所连的多个支路的潮流具有多方向连续调节能力，从电网角度看能一定程度改变潮流的自然分布。闭环特征让FDN具备了更高的供电可靠性，能做到故障或检修时避免短时停电；柔性特征让FDN具备了更强大潮流控制能力，能更快更广地适应负荷与DG的波动性。从FDN定义可看出，只需要部分关键网络节点或支路具有柔性闭环能力，就可以构成FDN，这部分节点或支路称为柔性节点或柔性支路。上述FDN定义是从配电网功能角度出发的，从实现上角度看，柔性节点或柔性支路的关键设备是电力电子装置。柔性开关本质上是一种两端电力电子装置，可由背靠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性配电网的定义、组网形态、运行方式及过渡方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：架空网单联络改造：在联络点安装柔性开闭站代替联络开关；电缆网单联络改造：在环网点安装柔性开闭站，通过柔性开闭站实现了馈线的柔性闭环运行；架空网多联络改造：用柔性开闭站代替传统的联络开关改造接线方式，将另外的联络开关闭合，拆除改造后的冗余开关；电缆网多联络改造：在环网点改造接线方式安装柔性开闭站，闭合联络开关；与柔性开闭站相联络的三回馈线间的潮流能选择方向平滑地相互支援，柔性配电网的馈线等效负荷相对均衡，达到均衡馈线负荷；当馈线出口发生故障后，馈线出口开关和临近负荷开关断开隔离故障，非故障区段由柔性开闭站互联的馈线供电；对馈线段检修时，先后断开检修区两侧的分段开关，分段开关上游的负荷直接由馈线转带，另一分段开关下游的负荷由柔性开闭站互联的馈线进行功率支援；其中，上述柔性配电网定义为：用于实现柔性闭环运行的配电网，包括第一特征闭环；还包括：第二特征柔性；所述闭环特征可用于故障或检修时避免短时停电，在闭环点对短路电流有阻断能力；所述柔性特征可用于潮流控制，适应负荷与分布式能源的波动性；所述柔性开闭站定义为：一台多端柔性装置，即通过多个柔性开关构成的开闭站，单台柔性开关作为柔性开闭站的特例；柔性开闭站结合传统刚性开关形成混合方式，混合柔性开闭站对到变电站的主馈线采用柔性开关连接，对到次级分支线路采用刚性开关连接。...

【技术特征摘要】
1.一种柔性配电网的定义、组网形态、运行方式及过渡方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：架空网单联络改造：在联络点安装柔性开闭站代替联络开关；电缆网单联络改造：在环网点安装柔性开闭站，通过柔性开闭站实现了馈线的柔性闭环运行；架空网多联络改造：用柔性开闭站代替传统的联络开关改造接线方式，将另外的联络开关闭合，拆除改造后的冗余开关；电缆网多联络改造：在环网点改造接线方式安装柔性开闭站，闭合联络开关；与柔性开闭站相联络的三回馈线间的潮流能选择方向平滑地相互支援，柔性配电网的馈线等效负荷相对均衡，达到均衡馈线负荷；当馈线出口发生故障后，馈线出口开关和临近负荷开关断开隔离故障，非故障区段由柔性开闭站互联的馈线供电；对馈线段检修时，先后断开检修区两侧的分段开关，分段开关上游的负荷直接由馈线转带，另一分段开关下游的负荷由柔性开闭站互联的馈线进行功率支援；其中，上述柔性配电网定义为：用于实现柔性闭环运行的配电网，包括第一特征闭环；还包括：第二特征柔性；所述闭环特征可用于故障或检修时避免短时停电，在闭环点对短路电流有阻断能力；所述柔性特征可用于潮流控制，适应负荷与分布式能源的波动性；所述柔性开闭站定义为：一台多端柔性装置，即通过多个柔性开关构成的开闭站，单台柔性开关作为柔性开闭站的特例；柔性开闭站结合传统刚性开关形成混合方式，混合柔性开闭站对到变电站的主馈线采用柔性开关连接，对到次级分支线路采用刚性开关连接。2.根据权利要求1所述的一种柔性配电网的定义、组网形态、运行方式及过渡方法，其特征在于，所述方法还包括：正常运行状态下，以均衡馈线负荷为目标，柔性开闭站调节互联馈线的潮流量为ΔAFj，调节后每回馈线等效负荷为L'Fj，其中：式中：j、n取值范围为(j,n)＝{(1,x),(2,y),(3,z)}；Lj,i、L1,i、L2,i、L3,i均为负荷；x、y、z均为参数。当馈线j的...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖峻，刚发运，张宝强，王莹，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12