一种基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法，其包括：使低压配电网之间实现柔性互联；测量相关数据；调节馈线PCC节点电压；控制PCC节点电压正常运行。该方法通过柔性互联装置，建立不同馈线间的功率走廊，改善其他馈线的电能质量，实现功率互济，提高配电网可靠性和韧性；相较于有功调压和无功调压，在相同的调压需求下，该方法可以减小装置调度的视在功率。调度的视在功率。调度的视在功率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法


[0001]本专利技术涉及交流电网柔性互联
，尤其涉及一种基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法。

技术介绍

[0002]随着气候变暖、能源危机问题的日益突出，可再生能源已成为发展趋势，其中太阳能光伏发电是可再生能源利用的重要形式。根据容量的不同，太阳能光伏发电分为两种并网形式：一种是通过中高压线路接入输电网；二是经过低压线路接入配电网。其中第二种多是农村屋顶光伏发电，即分布式光伏发电。由于分布式光伏接入配电网将改变传统配电网的辐射式配电方式，也会对配电网的运行产生诸多不利影响，包括电压馈线负荷不均衡、线路末端电压质量低、供电可靠性差、可再生能源消纳能力不足等。
[0003]为了解决因分布式能源大量接入导致的配电网馈线末端电压偏高甚至电压越限问题，传统的方案主要分为四种，分别为加入电压无功补偿装置、加入带载调压器进行电压控制、对配电网线路进行扩容改造以及切断负荷/降低负荷功率/减少分布式能源渗透。其中无功补偿装置主要分为两种：集中式无功补偿和分布式无功补偿，前者在解决电压越限的同时，会给馈线注入无功功率从而导致线路损耗增加，也会使得馈线前端出现欠电压现象并导致馈线前端变压器处功率因数偏小，而后者需要良好的通信条件以及大量的投资成本。带载调压器通过改变配电变压器的抽头调节线路首端电压，从而实现馈线末端电压与馈线负荷功率的间接控制，该方法控制简单，成本较低，但控制性能差，调节范围小，且无法实现电压的连续调节，与方法一相同，在降低末端电压水平的同时也会存在使馈线首端出现欠电压的现象。对配电网线路进行扩容改造则需要大量的线缆和变压器设备投资，性价比不高。切断负荷/降低负荷功率/减少分布式能源渗透是以牺牲部分用户的供电或降低可再生能源发电功率为代价，无法作为常规手段进行电压调节。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述现有基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术目的是提供一种基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：使低压配电网之间实现柔性互联；测量相关数据；调节PCC节点电压；以及，控制PCC节点电压正常运行。
[0008]作为本专利技术所述基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法的一种优选方案，其中：电压源换流器与低压配电网不同馈线末端相连接，利用直流线路，实现低压配电馈线间的柔性互联。
[0009]作为本专利技术所述基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法的一种优选方案，其中：测量馈线n的首端电压U
S.n
、馈线阻抗R
n
、X
n
、馈线负载P
L.n
、Q
L.n
、分布式电源输出功率P
DG.n
；
[0010]其中，为了提高分布式电源的渗透率，令其为单位功率因数输出。
[0011]作为本专利技术所述基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法的一种优选方案，其中：馈线n的首端电压U
S.n
表达式为：
[0012][0013]其中，p
c.n
、q
c.n
为馈线n提供的有功功率和无功功率，U
P.n
为PCC节点电压，P
p.n
为从馈线n流入PCC节点的有功功率，Q
P.n
为馈线n流入PCC节点的无功功率，j表示虚部。
[0014]作为本专利技术所述基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法的一种优选方案，其中：对于110kV及以下电压等级的电力网，忽略电压降落的横分量，忽略(1)式中虚部，则PCC节点电压U
P.n
表达式为：
[0015][0016]其中，首端电压U
S.n
、馈线阻抗R
n
、X
n
、馈线负载P
L.n
、Q
L.n
、分布式电源输出功率P
DG.n
在短时间内均不会发生剧烈变化，将其认为常数，PCC节点电压可通过柔性互联装置为馈线n提供的有功功率和无功功率进行调节。
[0017]作为本专利技术所述基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法的一种优选方案，其中：PCC节点电压越过上限时，利用柔性互联装置将电压恢复至上限值。
[0018]作为本专利技术所述基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法的一种优选方案，其中：若馈线n的分布式电源P
DG.n
出力过大而导致PCC节点电压U
P.n
大于节点电压上限u
p.n.max
时，为了将PCC节点电压恢复至上限值u
p.n.max
，柔性互联装置连接馈线n的端口换流器所需调节的有功功率p
c.n
和无功功率q
c.n
需满足如下关系：
[0019]q
c.n
＝A
n
‑
B
n
p
c.n
[0020]其中：
[0021]其中，有功功率p
c.n
和无功功率q
c.n
存在线性函数关系，A
n
为函数的截距， B
n
为函数的斜率，两者的大小由PCC节点的本地信息决定。
[0022]作为本专利技术所述基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法的一种优选方案，其中：通过关系图表示所述有功功率p
c.n
和所述无功功率q
c.n
的数值关系，通过柔性互联装置所调节的视在功率矢量判断馈线n的PCC节点电压U
P.n
是否恢复至合理水平。
[0023]作为本专利技术所述基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法的一种优选方案，其中：若同时采用有功功率和无功功率调节，端口换流器所需调度的视在功率为：
[0024][0025]其中，为同时采用有功功率和无功功率调节时，端口换流器所需调度的视在功率。
[0026]作为本专利技术所述基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法的一种优选方案，其中：若柔性互联装置调节的有功功率p
c.n
和无功功率q
c.n
满足下式时，则可提升装置的调压能力：
[0027][0028]若有功调节量p
c.n
和无功调节量q
c.n
为下式时，柔性互联装置利用最小的视在功率，使得电压越限的PCC节点恢复至电压上限值
[0029][0030]其中
[0031]本专利技术的有益效果：1、通过柔性互联本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法，其特征在于：包括，使低压配电网之间实现柔性互联；测量相关数据；调节PCC节点电压；以及，控制PCC节点电压正常运行。2.如权利要求1所述的基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法，其特征在于：电压源换流器与低压配电网不同馈线末端相连接，利用直流线路，实现低压配电馈线间的柔性互联。3.如权利要求1所述的基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法，其特征在于：测量馈线n的首端电压U
S.n
、馈线阻抗R
n
、X
n
、馈线负载P
L.n
、Q
L.n
、分布式电源输出功率P
DG.n
；其中，为了提高分布式电源的渗透率，令其为单位功率因数输出。4.如权利要求3所述的基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法，其特征在于：馈线n的首端电压U
S.n
表达式为：其中，p
c.n
、q
c.n
为馈线n提供的有功功率和无功功率，U
P.n
为PCC节点电压，P
p.n
为从馈线n流入PCC节点的有功功率，Q
P.n
为馈线n流入PCC节点的无功功率，j表示虚部。5.如权利要求4所述的基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法，其特征在于：对于110kV及以下电压等级的电力网，忽略电压降落的横分量，忽略(1)式中虚部，PCC节点电压U
P.n
表达式为：其中，首端电压U
S.n
、馈线阻抗R
n
、X
n
、馈线负载P
L.n
、Q
L.n
、分布式电源输出功率P
DG.n
在短时间内均不会发生剧烈变化，将其认为常数，PCC节点电压可通过柔性互联装置为馈线n提供的有功功率p
c.n
和无功功率q
c.n
进行调节。6.如权利要求1所述的基于柔性互联装置的低压配电网电压控制方法，其特征在于：PCC...

【专利技术属性】
技术研发人员：张傲哲，周剑桥，张建文，席东民，施刚，张伟鹏，刘涛，
申请(专利权)人：上海交通大学内蒙古能源发电投资集团有限公司电力工程技术研究院内蒙古电力集团有限责任公司乌兰察布供电分公司，
类型：发明
国别省市：