一种交直流混合配电网负荷不间断安全转供方法技术

一种交直流混合配电网负荷不间断安全转供方法，通过扫描换流站控制模式、构建有效站集合、计算换流站的优先权值、负荷不间断安全转供以及交直流混合配电网潮流优化，实现交直流混合配电网负荷不间断的安全转供。

【技术实现步骤摘要】
一种交直流混合配电网负荷不间断安全转供方法
本专利技术涉及一种负荷不间断安全转供方法，特别涉及交直流混合配电网负荷不间断安全转供方法。
技术介绍
直流技术是解决现有配电网存在问题的有效手段之一，交直流混合的配用电更适合未来发展。交直流混合的配用电系统不仅可更好地接纳高密度的分布式能源和直流负荷，而且可缓解城市电网站点走廊有限与负荷密度高的矛盾，同时在负荷中心提供动态无功支持，提高系统安全稳定水平并降低损耗。由此可见，交直流混合配用电是未来的一个重要发展趋势。在交直流混合配电网中，直流网与交流网可以实现相互支撑，尤其是发生交流侧故障时，多端不间断负荷转供可以为交直流混合配电网的安全运行提供有力支持。采用负荷不间断安全转移控制技术，进而解决传统转移过程中的短时供电中断问题，相应成为交直流混合配电网运行和调度的重要功能之一。目前，国内外现有的专利和非专利文献对交直流混合配电网负荷不间断安全转供方法研究较少，赵彪等作者在中国电机工程学报发表的《基于柔性中压直流配电的能源互联网系统》(2015年第35卷第19期)一文指出交流配电母线出现故障，为了保证交流电网中的重要负荷不断电，两端交直流能源互联网在功率富余的前提下，可以工作在定交流电压控制模式，以便给交流电网提供短时支援，但尚未给出具体的实现方法。因此，需要进一步构建合理的交直流混合配电网中负荷不间断安全转供方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺点，提出一种交直流混合配电网负荷不间断安全转供方法，提供对交流系统负荷的不间断电压/频率支撑，实现故障等异常状态下交流系统负荷的不间断安全转供。同时，当某换流站交流侧出现故障时，本专利技术可以在切换该换流站控制模式的同时快速调整其他换流站的控制模式，以保障直流网的电压恒定，同时采用实时以太网解决不间断安全转供中多个换流站控制模式切换与保护装置配合的问题。本专利技术采用的对应实时以太网标准包含但不仅限于Ethernet/IP、Profinet、P-Net、InterBus、Vnet/IP、TCnet、EtherCAT、PowerLink、EPA、Modbus-RTPS等。应用本专利技术的交直流混合配电网包含交流系统、直流网以及换流站。所述的换流站即AC/DC双向变流器。交流系统通过换流站接入直流网，多个交流系统通过直流网互联。其中：所述的直流网包括直流输出型分布式能源、交流输出型分布式能源、交流负荷、直流负荷、DC/AC变换器、DC/DC变换器、直流断路器，以及直流线路，其中，所述直流线路接入换流站的直流侧，多个直流断路器与直流线路连接；直流断路器通过DC/AC变换器接入交流输出型分布式能源或者交流负荷；直流断路器通过DC/DC变换器接入直流输出型分布式能源或者直流负荷。所述的交流系统包含交流线路、并网开关、交流断路器、交流负荷和交流母线。其中，交流负荷接入交流母线，交流母线通过并网开关接入对应的交流线路，并通过交流断路器接入换流站的交流侧。所述的换流站的控制器为换流站控制器，换流站控制器通过通信接口接入实时以太网。所述并网开关的保护控制器为并网开关保护控制器，并网开关保护控制器通过通信接口接入实时以太网。交直流混合配电网调度系统的通信接口接入实时以太网。换流站控制器、并网开关保护控制器以及交直流混合配电网调度系统三者通过实时以太网进行通信。其中，换流站控制器主要负责调整换流站的控制模式，如直流侧电压控制、有功/无功功率控制、交流恒压恒频或者交流下垂控制等模式，以及调节相应模式下的运行参量。换流站获取换流站的静态信息-额定容量SC,rated，采样换流站直流侧电压，并采样换流站的交流侧电压、电流信号，计算获取该换流站的交流侧有功功率PC、无功功率QC，以及控制标志位FC，并将上述数据与其他异常处理信息向交直流混合配电网调度系统传输。同时，通过实时以太网接收交直流混合配电网调度系统下达的该换流站优先权值PrC、运行功率指令与调整信息，以及并网开关保护控制器传输的并网开关分/合状态。并网开关保护控制器采样并网开关的分/合状态并向实时以太网发布，并接收交直流混合配电网调度系统下达的控制指令，输出相应的并网开关分闸/合闸信号。同时在交流线路电压、电流异常情况下输出并网开关分闸/合闸信号。本专利技术交直流混合配电网负荷不间断安全转供方法，通过扫描换流站控制模式、构建有效站集合、计算换流站的优先权值、负荷不间断安全转供以及交直流混合配电网潮流优化等步骤，实现交直流混合配电网负荷不间断的安全转供。本专利技术具体步骤如下：步骤1，扫描换流站控制模式交直流混合配电网的调度系统扫描全部换流站的控制标志位，以C1表示第1个换流站、C2表示第2个换流站，以此类推，Cn表示第n个换流站，n为换流站总数目，换流站总数目n的取值范围依据实际系统而定，但不小于2。当第j个换流站采用交流恒压恒频或者交流下垂控制模式时，则第j个换流站控制标志位FCj设为1，即FCj＝1。步骤2，构建有效站集合在步骤1的基础上，将其中换流站控制标志位FCj不等于1的换流站形成有效站集合，并获取各自对应的静态信息，所述的静态信息包含对应换流站的额定容量SC1,rated、SC2,rated…SCm,rated，以及动态运行功率数据，所述的动态运行功率数据包含对应换流站的交流侧有功功率PC1、PC2…PCm，以及对应换流站的交流侧无功功率QC1、QC2…QCm；m为有效站总数目，取值范围依据实际系统状态而定，有效站总数目m不大于换流站总数目n。步骤3，计算换流站的优先权值在步骤2的基础上，计算有效站集合中各换流站的加权欧式距离值dC1、dC2…dCm，并按照加权欧式距离值的大小顺序对有效站集合中各换流站进行优先权值赋值，加权欧式距离值最大的换流站i优先权值PrCi赋为1，加权欧式距离值排序第二的换流站k优先权值PrCk赋为2，依次类推。交直流混合配电网的调度系统将有效站集合中各换流站的优先权值传输至各换流站。有效站集合中各换流站的加权欧式距离值计算方法如下：第一步，计算有效站集合中，换流站的额定容量SC1,rated...SCj,rated,...SCm,rated中的额定容量最大值Smax；第二步，计算有效站集合中换流站的额定容量SC1,rated...SCj,rated,...SCm,rated对应的额定容量归一化值SC1...SCj,...SCm：第三步，计算有效站集合中各有效站对应的可用容量归一化值SC1,avaible...SCj,avaible...SCm,avaible：第四步，计算有效站集合中各有效站对应的可用功率归一化值PC1,avaible...PCj,avaible...PCm,avaible：第五步，计算额定容量归一化值SC1...SCj,...SCm中的最小值和标准差计算可用容量归一化值SC1,avaible...SCj,avaible...SCm,avaible中的最小值和标准差计算可用功率归一化值PC1,avaible...PCj,avaible...PCm,avaible中的最小值和标准差第六步，计算有效站集合中第j个换流站的加权欧式距离值dCj：步骤4，负荷不间断安全转供换流站控制器实时检测对应换流站的交流侧电压、直流侧电压、并网开关状态等信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交直流混合配电网负荷不间断安全转供方法，其特征在于：所述的安全转供方法通过扫描换流站控制模式、构建有效站集合、计算换流站的优先权值、负荷不间断安全转供以及交直流混合配电网潮流优化，实现交直流混合配电网负荷不间断的安全转供。

【技术特征摘要】
1.一种交直流混合配电网负荷不间断安全转供方法，其特征在于：所述的安全转供方法通过扫描换流站控制模式、构建有效站集合、计算换流站的优先权值、负荷不间断安全转供以及交直流混合配电网潮流优化，实现交直流混合配电网负荷不间断的安全转供；所述的安全转供方法步骤如下：步骤1，扫描换流站控制模式交直流混合配电网的调度系统扫描全部换流站的控制标志位，以C1表示第1个换流站、C2表示第2个换流站，以此类推，Cn表示第n个换流站，n为换流站总数目，n不小于2；当第j个换流站采用交流恒压恒频或者交流下垂控制模式时，则第j个换流站的控制标志位FCj设为1，即FCj＝1；步骤2，构建有效站集合在步骤1的基础上，将其中换流站控制标志位FCj不等于1的换流站形成有效站集合，并获取各自对应的静态信息，所述静态信息包含对应换流站的额定容量SC1,rated、SC2,rated…SCm,rated，以及动态运行功率数据，所述动态运行功率数据包含对应换流站的交流侧有功功率PC1、PC2…PCm，以及对应换流站的交流侧无功功率QC1、QC2…QCm；m为有效站总数目，m不大于换流站总数目n；步骤3，计算换流站的优先权值在步骤2的基础上，计算有效站集合中各换流站的加权欧式距离值dC1、dC2…dCm，并按照加权欧式距离值的大小顺序对有效站集合中各换流站进行优先权值赋值，加权欧式距离值最大的换流站i优先权值PrCi赋为1，加权欧式距离值排序第二的换流站k优先权值PrCk赋为2，依次类推；交直流混合配电网的调度系统将有效站集合中各换流站的优先权值传输至各换流站；步骤4，负荷不间断安全转供换流站控制器实时检测对应换流站的交流侧电压、直流侧电压、并网开关状态等信息，换流站控制器采用安全转供运行控制，共同实现负荷不间断安全转供；步骤5，交直流混合配电网潮流优化交直流混合配电网的调度系统根据当前的优化运行目标进行交直流混合配电网优化潮流计算，产生FCj！＝1的各换流站优化后的控制模式和运行功率指令，并下发至各换流站。2.按照权利要求1所述的交直流混合配电网负荷不间断安全转供方法，其特征在于：所述的步骤3中，有效站集合中各换流站的加权欧式距离值计算方法如下：第一步，计算有效站集合中，换流站的额定容量SC1,rated...SCj,rated,...SCm,rated中的额定容量最大值Smax；第二步，计算有效站集合中，换流站的额定容量SC1,rated...SCj,rated,...SCm,rated的额定容量归一化值SC1...SCj,...SCm：第三步，计算有效站集合中各有效站对应的可用容量归一化值SC1,avaible...SCj,avaible...SCm,avaible：1第四步，计算有效站集合...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓卫，裴玮，黄仁乐，蒲天骄，于汀，王存平，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，国网北京市电力公司，中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11