一种控制电力输配网络的方法，其中，该电力输配网络是包括多个负载的网状网络，并且存在至该网络中的节点的电压源换流器。该方法包括：当利用所述电压源换流器尝试保持所述节点处的电压大小不变时，建立所述网络和所述电压源换流器之间流动的有功功率在所述节点如何随着无功功率的变化而变化的记录，其中，所述无功功率是所述电压源换流器所引起的在所述网络和所述电压源换流器之间流动的无功功率；利用与所述负载的无功功率之和成正比的无功功率值，从所述记录中查找有功功率值；以及，配置所述电压源换流器，以在所述节点处分别以所述无功功率值和所述有功功率值向所述网络提供无功功率和有功功率。供无功功率和有功功率。供无功功率和有功功率。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用电压源换流器对电力输配网络进行局部控制
[0001]本专利技术涉及电力输配网络和控制电压源换流器(VSC)的领域。
技术介绍
[0002]在英国，“电网(英文：electrical grid)”是指从供电方(例如发电站)向用电方(如大型工业、企业或家庭)传输和分配电力的系统。概括地说，可以认为，电网包含了向输电网络提供电力的发电站，而输电网络向区域配电网络提供电力，从而使配电网络转而向消费者场所(如家庭和企业)提供电力。输电网络以极高的电压(通常为275kV或400kV)运行，以提高电力输送的效率。变电站将区域配电网络连接到输电网络，并将电压降低为高电压(通常为132kV)。另一些变电站将132kV配电网络连接到电压水平更低的配电网络，并将高电压降低为中电压(通常为33kV和11kV)和低电压(通常为400V三相线对线电压和230V单相线对中性线电压)输送至消费者场所。
[0003]随着分布式发电机(DG)的高渗透率特性的出现(如太阳能和风力发电场)，大量的电力能够直接提供给配电网络。在一些分布式发电机输出功率较高或需求量较大的情况下(如热泵和电动汽车的高渗透率)，功率流可能会超过电缆和架空线的发热限制——这最终可能导致电缆绝缘失效或损坏变压器和电力线，而且电压也可能突破限制。因此，随着分布式发电机渗透率的提升和用电需求的上涨，发生故障的可能性会增加。
技术实现思路
[0004]根据第一方面，本专利技术提供了一种控制电力输配网络的方法，其中，所述电力输配网络被构造成包括多个负载的网状网络。存在连接至所述网络中的节点的电压源换流器。当利用所述电压源换流器尝试保持所述节点处的电压大小不变时，建立所述网络和所述电压源换流器之间流动的有功功率在所述节点处如何随着无功功率的变化而变化的记录，其中，所述无功功率是所述电压源换流器所引起的在所述网络和所述电压源换流器之间流动的无功功率。利用与所述负载的所述无功功率消耗的总和成正比的无功功率值，从所述记录中查找有功功率值(在一些实施例中，所述成正比指为该总和的一半)。配置所述电压源换流器，以在所述节点处分别以所述无功功率值和所述有功功率值向所述网络提供无功功率和有功功率。
[0005]在一些实施例中，建立所述记录涉及建立功率值坐标对的集合，并将曲线拟合至所述坐标对，以表示所处节点处有功功率流和无功功率流之间的关系。利用所述无功功率值从曲线中查找所述有功功率值。每个坐标对均包括无功功率量和在所述节点处流入所述网络时测得的有功功率量。在一些实施例中，所述曲线可以表示为在所述节点处的电压大小不变时联系所述节点处的有功功率和无功功率的等式。在一些实施例中，所述等式是直线等式。在一些实施例中，所述等式假定所述网络能被模拟为π型等效电路。
[0006]在一些实施例中，所述无功功率消耗是从每个所述负载处产生的日志中获取的。
[0007]在一些实施例中，负数的有功功率量或负数的无功功率量分别是指从所述网络流
入所述电压源换流器的有功功率或无功功率的量。
[0008]在一些实施例中，所述电压源换流器通过隔离变压器与所述节点连接。
[0009]在一些实施例中，所述网络包括如太阳能和风能的直流发电机。
[0010]在一些实施例中，所述电压源换流器通过直流链路与连接到所述电力输配网络另一部分的另一电压源换流器相连。
[0011]在一些实施例中，控制器控制所述电压源换流器，以便控制两个所述网络之间的功率流。
[0012]本专利技术还涉及用于执行上述方法的装置和用于使数据处理设备执行上述方法的计算机程序代码。
附图说明
[0013]示例性地，现在将参照附图来描述本专利技术的一些实施例，其中：
[0014]图1示意性地示出了中电压电力输配网络的框图；
[0015]图2示意性地示出电压源换流器的框图；
[0016]图3是中电压电力输配网络的π型等效模型(忽略线路电容电抗)的示意图；
[0017]图4是由图3所示模型得出的直线等式的图表；以及
[0018]图5是将直线拟合至所测得的有功功率值和无功功率值的图表。
具体实施方式
[0019]图1示出了电力输配网络10，其作为供电网络的一部分运作以向消费者场所(即工业房屋、商业房屋或住宅)输送产生的电力。电力输配网络10包括变电站12至28、分布式发电机(DG)30和32、电压源换流器(VSC)34、以及连接变电站12至28、分布式发电机30和32以及电压源换流器34的配电线路36至62。在此实施例中，电力输配网络10的工作电压是33kV。通过图中以粗线条画出的132kV的线路64至68，将电力提供到电力输配网络10，线路64至68构成高压区域配电网的一部分(未示出其他部分)，并连接至变电站12至16。变电站12至16被设计为将132kV的电压转换为33kV。变电站18至28将电力从网络10输送到电压较低的变电站(未示出)，这些变电站转而为消费者场所(同样未示出)供电。在此实施例中，变电站18至28将电力输配网络10的电压从33kV降至11kV。
[0020]如果电力输配网络10遵照传统模型，则变电站12至16会负责流入网络10的电力，而变电站18至28负责流出网络10的电力。然而，与传统模型不同，电力输配网络10还包括分布式发电机30和32，以及电压源换流器34。分布式发电机30和32分别为向电力输配网络10输入电力的太阳能电池阵和风力发电场。电压源换流器34既可以是电力的来源，也可以作为电力的汇流处。在图1所示的示例性方案中，电压源换流器34通过直流链路70与另一电压源换流器37相连。电压源换流器37连接到另一与电力输配网络10类似的电力输配网络(未示出)。两个电压源换流器34和37相互协作，并在这两个电力输配网络之间进行必要的电力传输，以满足消费者需求和网络运行限制。现在将参照图2更详细地描述电压源换流器34的特性和操作。
[0021]电压源换流器(VSC)是一种具有交流端子和直流端子的电力电子装置，它能够控制这些端子间的功率流以及直流端子的电压。一般，电压源换流器由一组绝缘栅双极型晶
体管(IGBT)组成，可以根据某种算法打开和关闭这些晶体管。电压源换流器34即是此类电压源换流器，图2示意性示出了其结构。
[0022]如图2所示，电压源换流器34具有六个桥式结构的臂，每个臂包含各自的绝缘栅双极型晶体管72至82。电压源换流器34还包括控制器84，以产生脉冲宽度调制(PWM)信号86，从而控制绝缘栅双极型晶体管72至82的开关。此外，电压源换流器34分别具有交流端子88和直流端子90。交流端子88通过隔离变压器(未示出)连接到输配网络。可以分别通过电压传感器96和电流传感器98来测量交流端子88的电压和电流。还提供有低通滤波器92，用于平滑由绝缘栅双极型晶体管72至82产生的交流电压。电容器94限制端子90处直流电压的直流纹波。
[0023]交流端子88和直流端子90的电压特性以及这些端子之间的有功功率流本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制电力输配网络的方法，其中：所述电力输配网络被构造成包括多个负载的网状网络，并且存在连接至所述网络中的节点的电压源换流器；所述方法包括：当利用所述电压源换流器尝试保持所述节点处的电压大小不变时，建立所述网络和所述电压源换流器之间流动的有功功率在所述节点处如何随着无功功率的变化而变化的记录，其中，所述无功功率是所述电压源换流器所引起的在所述网络和所述电压源换流器之间流动的无功功率；利用与所述负载的无功功率消耗之和成正比的无功功率值，以从所述记录中查找有功功率值；以及，配置所述电压源换流器，以在所述节点处分别以所述无功功率值和所述有功功率值向所述网络提供无功功率和有功功率。2.根据权利要求1所述的方法，其中：建立所述记录包括建立功率值坐标对的集合，并将曲线拟合至所述坐标对，以表示所处节点处有功功率流和无功功率流之间的关系；利用所述无功功率值查找所述有功功率值包括利用所述无功功率值从所述曲线中查找所述有功功率值；每个坐标对均包括：无功功率量；和，有功功率量，所述有功功率量是在所述电压源转换器被操作以引起所述无功功率量在所述节点处流入所述网络时测量到的在所述节点处流入所述网络的有功功率量。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述曲线可以表示为在所述节点处的电压大小不变时联系所述节点处有功功率和无功功率的等式。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述等式是直线等式。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述等式假定所述网络能被模拟为π型等效电路。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述无功功率消耗是从每个所述负载处产生的日志中获取的。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，负数的有功功率量或负数的无功功率量分别是指从所述网络流入所述电压源换流器的有功功率或无功功率的量。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述无功功率值为所述负载的所述无功功率消耗的总和的一半。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电压源换流器通过隔离变压器与所述节点连接。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述网络包括如太阳能和风能的直流发电机。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电压源换流器通过直流链路与连接到另一电力输配网络的另一电压源换流器相连。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，控制器控制所述电压源换流器，以控制所述两个网络之间的功率流。
13.一种控制电力输配网络的装置，其中：所述电力输配网络为包括多个负载的网状网络，并且存在连接至所述网络中的节点的电压源换流器；所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴建中，龙超，
申请(专利权)人：卡迪夫大学学院顾问有限公司，
类型：发明
国别省市：
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