源网荷储一体化工业园区内电源的切换方法和切换装置制造方法及图纸

本申请提供了源网荷储一体化工业园区内电源的切换方法和切换装置，该切换方法包括：建立源网荷储一体化工业园区电网暂态的仿真模型；在仿真模型中模拟工业园区的生产负荷在不同工况下的事故跳闸，得出多级母线相角差特性曲线和多级母线频率差特性曲线；当多条母线中任意一条母线发生进线电源失电时，基于多级母线快速切换逻辑在仿真模型中确定出用于切换该母线对应的切换开关的目标电源切换装置；根据电源快速切换定值从预设事故切换模式中确定出目标电源切换装置所使用的目标事故切换模式，以使目标电源切换装置基于目标事故切换模式对所控制的切换开关进行切换。通过所述方法和装置，提高了源网荷储一体化工业园区内电源快速切换的成功率。电源快速切换的成功率。电源快速切换的成功率。

【技术实现步骤摘要】
源网荷储一体化工业园区内电源的切换方法和切换装置


[0001]本申请涉及电力系统
，具体而言，涉及源网荷储一体化工业园区内电源的切换方法和切换装置。

技术介绍

[0002]随着国家能源转型和“双碳”目标对电力行业提出加快构建以新能源为主体的新型电力系统，工业园区电网成为了新型电力系统的一部分。工业园区面临绿色转型升级，含有自备电厂的工业园区需配置一定比例风电、光伏、储能等分布式能源，改变了传统工业园区电源结构，工业园区电网向强非线性、多时间尺度、高维多耦合、动态系统特征的新型电力系统发展。
[0003]另一方面，工业园区负荷(电解铝、铁合金、电弧炉等)多属于高能耗负载，负荷占比重且特性复杂，随着储能系统在削峰填谷、快速调频的广泛参与及随机性和波动性强的可再生能源接入影响生产中负荷频繁波动，一二级重要负荷中断供电易造成较大经济损失，然而目前工业园区内对储能的调控方式单一，在大扰动下不能及时调节，若不能保证重要负荷的用电可靠性和母线电压的稳定性有可能造成重大经济损失。
[0004]备用电源或运行母线电源的快速切换作为保障重要负荷供电的关键措施，在工业园区源网荷储的协调运行中的地位日益重要。当工业园区内部电网发生故障引起工作段母线失电时，电源快速切换装置采取事故切换电源方式，将备用电源或运行母线电源切换到失电母线上，按备用电源切换速度分类，可分为快速切换、越前相角切换(同期捕捉切换)和残压切换等，均利用备用电源或运行母线电压与失电母线残压的压差、角差和频差特性进行电压切换。电源快速切换在厂用电启停、负荷投切、储能变流器快速功率控制、故障处理阶段是一项十分重要的电气操作，如何提高电源快速切换成功率对工业园区大型企业稳定生产和安全运行具有重要意义。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请的目的在于提供源网荷储一体化工业园区内电源的切换方法和切换装置，提高了开关同期合闸成功率，进而提高了源网荷储一体化工业园区内电源快速切换的成功率。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种源网荷储一体化工业园区内电源的切换方法，所述切换方法包括：
[0007]根据工业园区的负荷分布、负荷类型、储能控制系统及实际参数，建立源网荷储一体化工业园区电网暂态的仿真模型；其中，所述仿真模型中包括发电机、储能电站、变电站母线、多条不同电压等级的母线、每条母线对应的电源切换装置、每个电源切换装置所控制的切换开关和综合负荷模型；
[0008]基于所述综合负荷模型及工业园区电网一次架构，在所述仿真模型中模拟所述工业园区的生产负荷在不同工况下的事故跳闸，测试各条母线电源快速切换的暂态响应特
性，得出多级母线相角差特性曲线和多级母线频率差特性曲线；
[0009]当多条母线中任意一条母线发生进线电源失电时，基于多级母线快速切换逻辑在所述仿真模型中确定出用于切换该母线对应的切换开关的目标电源切换装置；
[0010]根据预设事故切换模式、所述多级母线相角差特性曲线以及所述多级母线频率差特性曲线确定出电源快速切换定值；其中，所述电源快速切换定值包括快速切换启动延时、快切角差定值、快切频差定值、越前角差定值和越前频差定值，所述预设事故切换模式包括快速切换模式和越前切换模式；
[0011]根据所述电源快速切换定值从所述预设事故切换模式中确定出所述目标电源切换装置所使用的目标事故切换模式，以使所述目标电源切换装置基于所述目标事故切换模式对所控制的切换开关进行切换。
[0012]进一步的，所述基于多级母线快速切换逻辑在所述仿真模型中确定出用于切换该母线对应的切换开关的目标电源切换装置，包括：
[0013]在所述仿真模型中确定出用于控制该母线所连接的切换开关的本级电源切换装置；
[0014]在所述仿真模型中确定位于该母线下一级的下一级母线，并确定出用于控制所述下一级母线所连接的切换开关的下一级电源切换装置；
[0015]将所述本级电源切换装置和所述下一级电源切换装置确定为所述目标电源切换装置。
[0016]进一步的，所述快速切换模式对应的切换成功条件为频差小于2Hz，且备用电源的合闸时间小于50毫秒；
[0017]所述越前切换模式对应的切换成功条件为所述频差小于5Hz，且所述备用电源的合闸时间大于50毫秒且小于200毫秒。
[0018]进一步的，通过以下步骤根据所述快速切换模式确定出所述电源快速切换定值中的快切角差定值和快切频差定值：
[0019]根据所述多级母线频率差特性曲线，确定出横坐标50ms位置与所述多级母线频率差特性曲线之间的交叉点；
[0020]若交叉点频差小于2Hz，则快切临界点为所述交叉点，所述快切频差定值为所述交叉点对应的频差；
[0021]若所述交叉点频差大于2Hz，则所述快切临界点为纵坐标2Hz位置与所述多级母线频率差特性曲线之间的交叉点，所述快切频差定值为所述快切临界点对应的频差；
[0022]根据所述多级母线相角差特性曲线，确定出多条母线的电压在所述快切临界点的最小相角差，并将所述最小相角差确定为所述快切角差定值。
[0023]进一步的，通过以下步骤根据所述越前切换模式确定出所述电源快速切换定值中的越前角差定值和越前频差定值：
[0024]根据所述多级母线频率差特性曲线，得出横坐标200ms位置与所述多级母线频率差特性曲线之间的交叉点；
[0025]如果交叉点频差小于5Hz，则越前临界点为所述交叉点，所述越前频差定值为所述交叉点对应的频差；
[0026]如果所述交叉点频差大于5Hz，则所述越前临界点为纵坐标5Hz位置与所述多级母
线频率差特性曲线之间的交叉点，所述越前频差定值为所述越前临界点对应的频差；
[0027]根据所述多级母线相角差特性曲线，得出多条母线的电压在所述越前临界点的最小相角差，并将所述最小相角差确定为所述越前角差定值。
[0028]进一步的，通过以下步骤确定所述电源快速切换定值中的快速切换启动延时：
[0029]在所述多级母线相角差特性曲线中，根据所述快切角差定值与角差曲线确定暂态跌落恢复点；
[0030]将所述多级母线相角差特性曲线中所述暂态跌落恢复点对应的横坐标值确定为所述快速切换启动延时。
[0031]进一步的，所述根据所述电源快速切换定值从所述预设事故切换模式中确定出目标事故切换模式，包括：
[0032]获取所述目标电源切换装置对应的母线的当前角差数值和当前频差数值；
[0033]当所述当前频差数值小于或等于所述越前角差定值，且所述当前角差数值小于或等于所述越前频差定值时，则将所述越前切换模式确定为所述目标事故切换模式；
[0034]当所述当前频差数值小于或等于所述快切角差定值，且所述当前角差数值小于或等于所述快切角差定值时，则将所述快速切换模式确定为所述目标事故切换模式。
[0035]第二方面，本申请实施例还提供了一种源网荷储一体化工业园区内电源的切换装置，所述切换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种源网荷储一体化工业园区内电源的切换方法，其特征在于，所述切换方法包括：根据工业园区的负荷分布、负荷类型、储能控制系统及实际参数，建立源网荷储一体化工业园区电网暂态的仿真模型；其中，所述仿真模型中包括发电机、储能电站、变电站母线、多条不同电压等级的母线、每条母线对应的电源切换装置、每个电源切换装置所控制的切换开关和综合负荷模型；基于所述综合负荷模型及工业园区电网一次架构，在所述仿真模型中模拟所述工业园区的生产负荷在不同工况下的事故跳闸，测试各条母线电源快速切换的暂态响应特性，得出多级母线相角差特性曲线和多级母线频率差特性曲线；当多条母线中任意一条母线发生进线电源失电时，基于多级母线快速切换逻辑在所述仿真模型中确定出用于切换该母线对应的切换开关的目标电源切换装置；根据预设事故切换模式、所述多级母线相角差特性曲线以及所述多级母线频率差特性曲线确定出电源快速切换定值；其中，所述电源快速切换定值包括快速切换启动延时、快切角差定值、快切频差定值、越前角差定值和越前频差定值，所述预设事故切换模式包括快速切换模式和越前切换模式；根据所述电源快速切换定值从所述预设事故切换模式中确定出所述目标电源切换装置所使用的目标事故切换模式，以使所述目标电源切换装置基于所述目标事故切换模式对所控制的切换开关进行切换。2.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于，所述基于多级母线快速切换逻辑在所述仿真模型中确定出用于切换该母线对应的切换开关的目标电源切换装置，包括：在所述仿真模型中确定出用于控制该母线所连接的切换开关的本级电源切换装置；在所述仿真模型中确定位于该母线下一级的下一级母线，并确定出用于控制所述下一级母线所连接的切换开关的下一级电源切换装置；将所述本级电源切换装置和所述下一级电源切换装置确定为所述目标电源切换装置。3.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于，所述快速切换模式对应的切换成功条件为频差小于2Hz，且备用电源的合闸时间小于50毫秒；所述越前切换模式对应的切换成功条件为所述频差小于5Hz，且所述备用电源的合闸时间大于50毫秒且小于200毫秒。4.根据权利要求3所述的切换方法，其特征在于，通过以下步骤根据所述快速切换模式确定出所述电源快速切换定值中的快切角差定值和快切频差定值：根据所述多级母线频率差特性曲线，确定出横坐标50ms位置与所述多级母线频率差特性曲线之间的交叉点；若交叉点频差小于2Hz，则快切临界点为所述交叉点，所述快切频差定值为所述交叉点对应的频差；若所述交叉点频差大于2Hz，则所述快切临界点为纵坐标2Hz位置与所述多级母线频率差特性曲线之间的交叉点，所述快切频差定值为所述快切临界点对应的频差；根据所述多级母线相角差特性曲线，确定出多条母线的电压在所述快切临界点的最小相角差，并将所述最小相角差确定为所述快切角差定值。5.根据权利要求3所述的切换方法，其特征在于，通过以下步骤根据所述越前切换模式确定出所述电源快速切换定值中的越前角差定值和越前频差定值：
根据所述多级母线频率差特性曲线，得出横坐标200ms位置与所述多级母线频率差特性曲线之间的交叉点；如果交叉点频差小于5Hz，则越前临界点为所述交叉点，所述越前频差定值为所述交叉点对应的频差；如果所述交叉点频差大于5Hz，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨再欣，陶军，尹柏清，阿敏夫，刘小恺，
申请(专利权)人：内蒙古电力集团有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司，
类型：发明
国别省市：