基于电力电子变压器的交直流配电网动态防雷方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了基于电力电子变压器的交直流配电网动态防雷方法和系统，所述方法包括：构建预想雷电故障集；建立可再生能源和负荷的不确定性场景集并进行场景削减；对含PET的交直流混合配电网进行潮流计算；建立静态安全评估指标；以静态安全评估指标最小为目标函数建立考虑雷电导致的N

Dynamic lightning protection method and system of AC and DC distribution network based on power electronic transformer

【技术实现步骤摘要】
基于电力电子变压器的交直流配电网动态防雷方法和系统


[0001]本专利技术属于配电网防雷
，涉及基于电力电子变压器的交直流配电网动态防雷方法和系统。

技术介绍

[0002]随着分布式电源和负荷的发展，传统配电网接纳能力的局限性逐步凸显。与此同时，以可再生能源利用为特征的新一轮能源革命正在展开，可再生能源在配电网中的渗透率不断提高。将直流技术与传统配电网相结合、功率双向流动的智能配电网更符合未来配电网的发展前景。与传统的交流配电网相比，交直流混合配电网具有为分布式发电机提供插件接口的优点。交直流混合配电网进一步提高了系统的潮流可控性、电能质量和输电能力，交直流混合配电网已被证明是应对系统不确定性的有效技术手段。电力电子变压器(PowerElectronicTransformer, PET)具有灵活的潮流可控性，有望成为交直流混合配电网的关键接口设备。
[0003]随着城市化进程的加快和配电网规模的不断扩大，配电网作为连接电网和用户的关键环节，其安全性和可靠性越来越受到重视。近年来极端天气频发，由雷电造成的电力系统故障跳闸随之增加。然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于电力电子变压器的交直流配电网动态防雷方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1，采用由雷电导致的N
‑
1线路故障构建含电力电子变压器PET的交直流混合配电网的预想雷电故障集；步骤2，建立表示可再生能源与负荷功率预测误差概率分布的初始功率预测误差不确定性场景集并进行场景削减；步骤3，基于预想雷电故障集与不确定性场景集，对含PET的交直流混合配电网进行潮流计算；步骤4，建立能够反映交直流混合配电网受雷电影响的静态安全评估指标；步骤5，以静态安全评估指标最小为目标函数建立考虑雷电导致的N
‑
1线路故障下的潮流转移优化模型；步骤6，结合电网潮流计算结果，基于潮流转移优化模型进行交直流最优潮流计算，实现交直流混合配电网动态防雷。2.根据权利要求1所述的基于电力电子变压器的交直流配电网动态防雷方法，其特征在于：步骤1中，交直流混合配电网的预想雷电故障集分为交流网络雷电导致的N
‑
1线路故障和直流网络雷电导致的N
‑
1线路故障下的预想雷电故障集，具体的：将雷电故障模拟为相应事故设备的断开问题，即以系统全部N条线路中任意断开一条作为一个预想故障，进一步将交直流混合配电网的预想故障集分为交流网络的线路N
‑
1故障集和直流网络的线路N
‑
1故障集；将第i条线路发生的故障记为E
i
，其故障概率记为。3.根据权利要求1所述的基于电力电子变压器的交直流配电网动态防雷方法，其特征在于：步骤2具体包括：步骤2.1，采用拉丁超立方采样的方法生成可再生能源与负荷的初始功率预测误差场景集；步骤2.2，采用同步回代法对初始功率预测误差场景集进行场景削减。4.根据权利要求3所述的基于电力电子变压器的交直流配电网动态防雷方法，其特征在于：步骤2.1具体包括：步骤2.1.1，由历史样本数据拟合得到可再生能源与负荷的功率预测误差概率分布函数；步骤2.1.2，将功率预测误差的概率分布函数等分为Ns个等概率区间；步骤2.1.3，抽取各概率区间内的随机数p
o
(o=1,2,
…
,Ns)；步骤2.1.4，对功率预测误差的概率分布函数进行逆变换，得到对应概率区间内的预测误差样本值u
o
，又称为场景，构成初始功率预测误差场景集。5.根据权利要求3所述的基于电力电子变压器的交直流配电网动态防雷方法，其特征在于：
步骤2.2具体包括：步骤2.2.1，设迭代次数，置被删除的场景集合J=J
(0)
为空集；步骤2.2.2，计算第次迭代要删除的场景，使为时下式所表示的概率距离取得最小值：式中：为场景的概率；v为场景编号；为替代的场景；步骤2.2.3，删除场景，令，，被删除的场景采用与其欧氏距离最近的场景u
v
代替，同时将场景u
o
的概率加到场景u
v
上，以使得所有场景的概率和始终为1；场景u
v
的概率π
v
变为：步骤2.2.4，判断删除的场景数是否达到设定值，若未达到，则返回步骤2.2.2，否则令J=J
(a)
，场景削减结束。6.根据权利要求1所述的基于电力电子变压器的交直流配电网动态防雷方法，其特征在于：步骤3.1，根据PET的拓扑结构建立PET的潮流计算模型；步骤3.2，建立交流网络、直流网络的潮流计算模型；步骤3.3，步骤3.1和步骤3.2的潮流计算模型，结合各端口的控制模式列写潮流计算方程组，以此交替迭代计算含电力电子变压器的交直流混合配电网潮流直至收敛。7.根据权利要求6所述的基于电力电子变压器的交直流配电网动态防雷方法，其特征在于：步骤3.1所述PET的拓扑结构具体包括中压变换模块、隔离模块以及低压变换模块；所述中压变换模块包含中压交流模块与中压直流模块；其中，中压交流模块实现将工频的中压交流电转换为中压直流电，由VSC构成，中压直流模块与PET内部中压直流母线相连；所述隔离模块采用QAB变换器，实现DC/DC变换功能，并使用一个四绕组高频变压器实现各端口间的电气隔离，并通过调整HFT各绕组变比来控制各条内部直流母线电压；所述低压变换模块包含低压交流模块与低压直流模块；其中，低压交流模块将所连接的内部直流母线电压逆变为该模块所连接网络需要的低压交流电，...

【专利技术属性】
技术研发人员：石旭江，童充，潘晓明，詹若培，吴堃铭，周瑜，谢智敏，龚烈锋，华夏，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司，
类型：发明
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