农村两台区柔直互联系统及其多模式运行控制策略技术方案

本发明专利技术公开了一种农村两台区柔直互联系统及其多模式运行控制策略，解决台区间负荷不平衡的问题，以及在两台区柔直互联下故障运行模式下对重要负荷的保供问题；第一台区通过第一柔性互联装置接在交流电网10kV/380kV的低压侧，第一柔性互联装置的另一端接在第一台区的直流母线上；在第一台区的直流母线与第二台区的直流母线之间设置有母线开关S1，并通过直流联络线互联，采用不接地运行方式；第一台区的750V直流母线向下经DC220V/750V电压变换器接入每一户的220V母线，采用不接地运行方式，若干分布式光伏分散安置于每一户的空置屋顶，通过光伏变换器连接至每一户的母线上；有效解决相邻台区负载不均衡的问题。决相邻台区负载不均衡的问题。决相邻台区负载不均衡的问题。

【技术实现步骤摘要】
农村两台区柔直互联系统及其多模式运行控制策略


[0001]本专利技术属于一种光伏发电系统，特别涉及一种农村两台区柔性直流供电互联系统在多模式运行的控制策略。

技术介绍

[0002]在农村地区的供电系统中，传统低压台区大多采用单变压器和单线路的供电形式，台区之间开环运行，彼此独立；传统供电形式运行方式简单，但是一旦台区配电变压器发生故障或检修，整个台区用户均要停电，供电可靠性较低；随着电动汽车、数据中心等新型负荷的日益增长，以及光伏、风电等分布式新电源的大容量、高比例接入配电网，使得配电网的源荷特性更加地复杂多变，台区变压器十分容易出现瞬时重载或者过载的现象，加剧相邻台区负载不平衡度，导致电压质量、无功等系列问题；农村地区土地资源丰富，发展分布式光伏潜力巨大，但由于用户分布分散，且农村配电网处于电力系统的末梢，传统供电形式带来的供电可靠性低、电能质量低等问题更加突出；针对上述问题，目前的常规解决方法可分为配网升级改造和直流微电网两类；（1）农村地区配网的全面一、二次设备升级改造会产生大量额外资本，同时由于分布式光伏和负载的双重随机性，升级后的设备利用率也较低；（2）以台区各类传统负荷、新型负荷以及分布式光伏为基础，配置一定容量的储能构成直流微电网，解决源荷直流化以及分布式光伏的消纳问题，但是台区间负荷不平衡的问题仍未得到有效解决；如何解决台区间负荷不平衡的问题，以及在两台区柔直互联下故障运行模式下对重要负荷的保供问题，成为现场需要解决的一个问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种农村两台区柔直互联系统及其多模式运行控制策略，解决台区间负荷不平衡的问题，以及在两台区柔直互联下故障运行模式下对重要负荷的保供技术问题。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案解决以上技术问题的：一种农村两台区柔直互联系统，包括第一台区和第二台区，第一台区通过第一柔性互联装置接在交流电网10kV/380kV的低压侧，第二台区通过第二柔性互联装置也接在交流电网10kV/380kV的低压侧，第一柔性互联装置的另一端接在第一台区的750V直流母线上，第二柔性互联装置的另一端接在第二台区的750V直流母线上；在第一台区的750V直流母线与第二台区的750V直流母线之间设置有母线开关S1，并通过直流联络线互联，采用不接地运行方式；第一台区的750V直流母线向下经DC220V/750V电压变换器接入每一户的220V母线，也采用不接地运行方式，若干分布式光伏分散安置于每一户的空置屋顶，通过光伏变换器连接至每一户的220V母线上；第二台区的750V直流母线向下经DC220V/750V电压变换器接入每一户的220V母线，也采用不接地运行方式，若干分布式光伏分散安置于每一户的空置屋顶，通过光伏变换器连接至每一户的220V母线上；两台区集中配置两台蓄电池储能装置，分别经储能变换器接入各自的台区的直流750V母线。
[0005]一种农村两台区柔直互联系统的多模式运行控制策略，其特征在于，系统在正常情况下、故障情况下和紧急情况下控制策略如下，以保障两台区直流母线电压稳定：（一）正常运行模式S1（默认运行方式），母线开关S1闭合，第一台区与第二台区互联运行，并按以下模式控制：1）运行模式S11（白天），白天有光伏，主控装置协调控制光伏变换器、储能变换器和柔性互联装置工作；光伏变换器根据本地输入信号在最大功率跟踪、电压控制和电流控制三者之间自切换；储能变换器根据本地输入信号在恒压充电、恒流充电和恒压放电三者之间自切换；选取第一柔性互联装置作为主控制，工作在恒压模式；第二柔性互联装置作为从控制，工作在PQ模式；2）正常运行模式S12（夜晚），夜晚无光伏，主控装置协调控制储能变换器和柔性互联装置工作；储能变换器根据本地输入信号在恒压充电、恒流充电和恒压放电三者之间自切换；第一柔性互联装置作为主控制，工作在恒压模式；第二柔性互联装置作为从控制，工作在PQ模式；（二）故障运行模式S2，母线开关S1闭合，第一台区和第二台区互联运行，按以下模式控制：1） 运行模式S21，当第一台区失电，第一柔性互联装置自动识别电网异常停机，主控装置遥控低压进线开关K1断开；就地监测主站根据故障转供逻辑及第一台区的总负荷，计算需转供的功率下发遥调指令至集中测控，主控装置协调控制第二柔性互联装置切换到根据主站指令调整参数；第一台区恢复供电后，监测到低压进线开关K1有电，主控装置遥控闭合K1，遥调控制第一柔性互联装置切换到恒压模式并启动；2）运行模式S22，当第二台区失电，第二柔性互联装置自动识别电网异常停机，主控装置遥控低压进线开关K2断开；就地监测主站根据故障转供逻辑及第二台区的总负荷，计算需转供的功率下发遥调指令至集中测控，主控装置协调控制第一柔性互联装置由恒压模式切换到PQ模式，根据主站指令调整参数；第二台区恢复供电后，监测到低压进线开关K2有电，主控装置遥控闭合K2，遥调协调控制第二柔性互联装置切换到PQ模式并启动，第一柔性互联装置1由PQ模式切换到恒压模式；3）运行模式S23，当第一台区和第二台区同时失电，第一柔性互联装置和第二柔性互联装置，自动识别外电网异常停机，主控装置遥控低压进线开关K1、K2断开，遥控第一台区和第二台区的光伏变换器和储能变换器，并根据主站指令切除第一台区和第二台区的三级负荷；其中一个台区恢复供电后，监测到相对应的低压进线开关有电，主控装置遥控闭合相应进线开关，遥调相应柔性互联装置切换到恒压模式并启动；针对后恢复供电的台区，监测到相应低压进线开关有电，主控装置遥控闭合开关，遥调柔性互联装置切换到PQ模式并启动；（3）紧急运行模式S3，母线开关S1闭合，第一台区与第二台区互联；光伏不发电且外网两台区失电的极端情况下，主控装置控制储能变换器恒压放电，根据主站指令切除第一台区中和第二台区中的二级负荷和三级负荷，仅保留一级负荷；其中一个台区恢复供电后，监测到相对应的低压进线开关有电，主控装置遥控闭合相应进线开关，遥调相应柔性互联装置切换到恒压模式并启动；针对后恢复供电的台区，监测到相应低压进线开关有电，主控装置遥控闭合开关，遥调柔性互联装置切换到PQ模式并启动。
[0006]本专利技术有效提高配电系统对分布式光伏的接纳能力，通过配置合理容量的储能，以及分层控制策略，协调分布式光伏跨台区消纳，促进能源在更大范围的优化配置，提高清洁能源消纳效率；提高供电可靠性；在某一台区故障失电时，通过负荷转型来提高供电可靠性；两台区同时故障失电时，由蓄电池放电来保障重要负荷的不间断供电；有效解决区域存在的负荷时空不同、充电桩负荷不确定性、增容空间不足等原因导致的相邻台区负载率大、不均衡等问题。
附图说明
[0007]图1是本专利技术柔直互联系统的构架图；图2是本专利技术柔直互联系统的控制流程图。
实施方式
[0008]一种农村两台区柔直互联系统，包括第一台区1和第二台区2，第一台区通过第一柔性互联装置接在交流电网10kV/380kV的低压侧，第二台区通过第二柔性互联装置也接在交流电网10kV/380kV的低压侧，第一柔性互联装置的另一端接在第一台区的750V直流母线上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农村两台区柔直互联系统，包括第一台区（1）和第二台区（2），其特征在于，第一台区通过第一柔性互联装置接在交流电网10kV/380kV的低压侧，第二台区通过第二柔性互联装置也接在交流电网10kV/380kV的低压侧，第一柔性互联装置的另一端接在第一台区的750V直流母线上，第二柔性互联装置的另一端接在第二台区的750V直流母线上；在第一台区的750V直流母线与第二台区的750V直流母线之间设置有母线开关S1，并通过直流联络线互联，采用不接地运行方式；第一台区的750V直流母线向下经DC220V/750V电压变换器接入每一户的220V母线，也采用不接地运行方式，若干分布式光伏分散安置于每一户的空置屋顶，通过光伏变换器连接至每一户的220V母线上；第二台区的750V直流母线向下经DC220V/750V电压变换器接入每一户的220V母线，也采用不接地运行方式，若干分布式光伏分散安置于每一户的空置屋顶，通过光伏变换器连接至每一户的220V母线上；两台区集中配置两台蓄电池储能装置，分别经储能变换器接入各自的台区的直流750V母线。2.采用权利要求1所述的一种农村两台区柔直互联系统的多模式运行控制策略，其特征在于，系统在正常情况下、故障情况下和紧急情况下控制策略如下，以保障两台区直流母线电压稳定：（一）正常运行模式S1（默认运行方式），母线开关S1闭合，第一台区1与第二台区2互联运行，并按以下模式控制：1）运行模式S11（白天），白天有光伏，主控装置协调控制光伏变换器、储能变换器和柔性互联装置工作；光伏变换器根据本地输入信号在最大功率跟踪、电压控制和电流控制三者之间自切换；储能变换器根据本地输入信号在恒压充电、恒流充电和恒压放电三者之间自切换；选取第一柔性互联装置1作为主控制，工作在恒压模式；第二柔性互联装置作为从控制，工作在PQ模式；2）正常运行模式S12（夜晚），夜晚无光伏，主控装置协调控制储能变换器和柔性互联装置工作；储能变换器根据本地输入信号在恒压充电、恒流充电和恒压放电三者之间自切换；第一柔性互联装置作为主控制，工作在恒压模式；第二柔性互联装置作为从控制，工作在PQ模式；（二）故障运行模式S2，母线开关S1闭合，第一台区（1）和第二台区（2）互联运行，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国斌，张琨，崔尧钦，岳岩，赵天龙，任天乐，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司运城供电公司，
类型：发明
国别省市：