【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高压直流输电，尤其涉及一种区域电能质量治理系统及控制方法。
技术介绍
1、目前，配网用户对电能质量的要求逐渐提高，随着用户对电能质量、用电需求和供电可靠性等要求的不断提高，通常采用电力系统的合环运行方式来进行供电。电力系统的合环运行方式是基于双路电源的供电方式，将线路、变压器或断路器连接构成的网络闭合运行方式，电网合环运行的好处是它们之间可以相互送电和变电，互相支援，互相调剂，互为备用；这样既可以提高电网或供电的可靠性，又可以保证重要负荷的用电。但是合环运行的条件较为苛刻，需要两路电源的电压幅值、相位基本一致，合环后才不会引起环网内各元件的过载；但是在实际系统中，受系统阻抗分布的影响，两路电源实际存在幅值和相角差，无法满足合环运行的条件，两路电源和负荷之间孤立运行，无法实现合环运行的优势。现有技术中已有利用电力电子变流器实现柔性合环的方案，如采用ac- ac的交交变流器将两路电源的交流母线连接起来，可以实现柔性合环；还可以控制两路电源交流母线之间的潮流，但现有方案中柔性合环装置在功能上比较单一，在电能质量治理方面功能欠缺，不具备调电压幅值和功率因数的能力。
2、例如，一种在中国专利文献上公开的“柔性配置电能质量监测与治理集成装置”，其公告号cn103208856a，包括一个电能质量监控主机和若干个电能质量治理模块，所述电能质量监控主机通过高速数据总线分别与各个电能质量治理模块连接，每个电能质量治理模块分别设有与电网连接的补偿电压、补偿电流输出端。本专利技术既具有完备的电能质量监测功能、又具有电能质量综合
技术实现思路
1、本专利技术主要解决现有技术中柔性合环装置功能单一，在电能质量治理方面功能欠缺不具备调电压幅值和功率因数的能力的问题；提供一种区域电能质量治理系统及控制方法，通过在交流线路两端分别增加柔性合环装置，可以实现电能质量综合治理。
2、本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
3、本专利技术的系统包括：至少一个35kv或以下电压等级开关站；所述开关站之间依次并联形成开关站集群，开关站集群两端分别与两个柔性交流互联装置一端连接，所述柔性交流互联装置另一端分别连接两个交流系统；所述开关站的交流电压的幅值和相位由柔性交流互联装置给定。其作用就是分配高、中压电能。一般来说开关站电压等级是10kv及其以上的，就是将电网来的电分给几个或者更多的配电所用，然后配电所再将之降压给工业、生活用电；或者是发电厂用于高压输电。其中35kv或以下电压等级开关站应用较为广泛，增加方案灵活性和应用适配性。
4、作为优选，所述的交流系统通过柔性交流互联装置依次连接各开关站；所述开关站输入端连接柔性交流互联装置或输送线路，输出端连接供电设备；开关站接收柔性交流互联装置调制后的电流，向供电设备输送电流。各开关站之间相互并联，并通过柔性交流互联装置调制获取电流，能够保证各开关站所在支路电压稳定，通过开关站内部设计调节流向供电设备侧的电流，从而实现单路灵活性控流。
5、作为优选，所述的柔性交流互联装置包括但不限于设有三相级联的功率模块；所述功率模块接收端连接交流系统，传输端连接开关站集群，接收端与传输端依次串联。将功率电力电子器件按照功能组合灌封为整个的功率模块，将必要功能集成后通过设置三相级联的连接端，分别执行不同功能，增加装置的适配性和运行可靠性。
6、作为优选，所述的功率模块还设有若干调制端，所述调制端分别连接多绕组变压器的副边；所述多绕组变压器的原边连接第三电源或两个交流系统中的任意一个；两个交流系统为同步系统。多绕组变压器的各个连接点位处电压不同，因此通过将调制端连接到预设的副边连接点位，便于对功率模块供电电压进行调节，并通过改变阈值相连的第三电源或者交流系统参数从而完成适配性调制。
7、作为优选，所述的功率模块包括但不限于两个全桥电路和若干直流电容；所述全桥电路均在直流侧并联；所述两个全桥电路在交流侧引出作为端口。全桥电路通过内部结构特性将电平在零点上下浮动的交流电转换为单向的直流电，从而调制两端交流系统传入的电流。而直流电容在此结构中充当模块负载，用以调节电流和电压大小，在实际应用中通过模块中结构连通个数从而完成对交流系统供电系数的调制。
8、本专利技术的方法包括：以下运行模式：开关站双端纯功率因数运行模式；开关站双端有功均衡模式；开关站定交流电压控制模式；开关站外部故障穿越控制模式；在上述模式下分别设置控制目标或组合，结合系统结构完成运行调配。根据不同运行模式下的设置，对相应控制目标和组合完成调控，能够针对电网各种运行情形做出及时的调制，增加电网分区运行安全性，同时保障对应分区可调节性。
9、作为优选，所述的开关站双端纯功率因数运行模式下，两侧柔性交流互联装置以单位功率因数作为控制目标；所述开关站双端有功均衡模式下，两侧柔性交流互联装置以有功功率均衡作为控制目标。其中，双端纯功率因数运行模式，其主要目标在于提升系统的运行效率，使其在尽可能减少无用功占比的同时维持系统正常运行。开关站双端有功均衡模式，其主要目标在于维持两侧有功功率均衡，使其在满足有功功率限制条件的基础上均衡电流，维持系统稳定运行。
10、作为优选，所述的开关站定交流电压控制模式下，两侧柔性交流互联装置以交流电压稳定作为控制目标；所述开关站外部故障穿越控制模式下，两侧柔性交流互联装置在电压发生暂降时维持闸门，持续运行。其中，定交流电压控制模式，目的在于通过改变柔性交流互联装置内部的负载形式，从而在制定交流电压下维持系统稳定运行。外部故障穿越控制模式下，目的在于当系统发生运行故障时，判断故障来源并且维持内部阀门稳定，防止跳闸导致系统运行中断。
11、作为优选，所述的开关站连接设置为倚重负荷；交流电压调制电路调节开关站处的交流电压，使两端交流系统处成为纯功率因数或具备无功补偿能力。开关站连接属于重要负荷单位，通过柔性交流互联装置来调制从交流系统流向开关站处的交流电压，使其能够达到无功补偿的效果。
12、作为优选，所述的柔性交流互联装置的输出自动补偿两端交流系统的电压暂降，控制目标是开关站的交流电压幅值在给定值。
13、本专利技术的有益效果是：
14、1. 本专利技术的一种区域电能质量治理系统及控制方法：开关站通过两个柔性交流互联装置连接两个交流系统；作为重要负载的开关站，其交流电压的幅值和相位由柔性交流互联装置给定，同时，系统具备开关站双端纯功率因数运行模式；能够两侧柔性交流互联装置以单位功率因数作为控制目标，在稳定交流电压同时，调节功率因数或无功功率。
15、2. 本专利技术的一种区域电能质量治理系统及控制方法：系统通过切换为双端有功均衡模式，对于两侧柔性交流互联装置以有功功率均衡作为控制目标，调节两侧系统负荷均衡；同时使两侧柔性交流互联装置在电压发生暂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种区域电能质量治理系统，其特征在于，包括：至少一个35kV或以下电压等级开关站；所述开关站之间依次并联形成开关站集群，开关站集群两端分别与两个柔性交流互联装置一端连接，所述柔性交流互联装置另一端分别连接两个交流系统；所述开关站的交流电压的幅值和相位由柔性交流互联装置给定。
2.根据权利要求1所述的一种区域电能质量治理系统，其特征在于，所述交流系统通过柔性交流互联装置依次连接各开关站；所述开关站输入端连接柔性交流互联装置或输送线路，输出端连接供电设备；开关站接收柔性交流互联装置调制后电流，向供电设备输送电流。
3.根据权利要求1所述的一种区域电能质量治理系统，其特征在于，所述柔性交流互联装置包括但不限于设有三相级联的功率模块；所述功率模块接收端连接交流系统，传输端连接开关站集群，接收端与传输端依次串联。
4.根据权利要求3所述的一种区域电能质量治理系统，其特征在于，所述功率模块还设有若干调制端，所述调制端分别连接多绕组变压器的副边；所述多绕组变压器的原边连接第三电源或两个交流系统中的任意一个；两个交流系统为同步系统。
5.根据权
6.一种区域电能质量治理系统的控制方法，适用于权利要求1~5任意一条所述的一种区域电能质量治理系统，其特征在于，设置以下运行模式：开关站双端纯功率因数运行模式；开关站双端有功均衡模式；开关站定交流电压控制模式；开关站外部故障穿越控制模式；在各运行模式下分别设置控制目标或组合，结合系统结构完成运行调配。
7.根据权利要求6所述的一种区域电能质量治理系统的控制方法，其特征在于，所述开关站双端纯功率因数运行模式下，两侧柔性交流互联装置以单位功率因数作为控制目标；所述开关站双端有功均衡模式下，两侧柔性交流互联装置以有功功率均衡作为控制目标。
8.根据权利要求6所述的一种区域电能质量治理系统的控制方法，其特征在于，所述开关站定交流电压控制模式下，两侧柔性交流互联装置以交流电压稳定作为控制目标；所述开关站外部故障穿越控制模式下，两侧柔性交流互联装置在电压发生暂降时维持闸门，持续运行。
9.根据权利要求6所述的一种区域电能质量治理系统的控制方法，其特征在于，还包括将开关站连接设置为倚重负荷；交流电压调制电路调节开关站处的交流电压，使两端交流系统处成为纯功率因数或具备无功补偿能力。
10.根据权利要求7或8所述的一种区域电能质量治理系统的控制方法，其特征在于，所述柔性交流互联装置的输出自动补偿两端交流系统的电压暂降，控制目标是开关站的交流电压幅值在给定值。
...【技术特征摘要】
1.一种区域电能质量治理系统，其特征在于，包括：至少一个35kv或以下电压等级开关站；所述开关站之间依次并联形成开关站集群，开关站集群两端分别与两个柔性交流互联装置一端连接，所述柔性交流互联装置另一端分别连接两个交流系统；所述开关站的交流电压的幅值和相位由柔性交流互联装置给定。
2.根据权利要求1所述的一种区域电能质量治理系统，其特征在于，所述交流系统通过柔性交流互联装置依次连接各开关站；所述开关站输入端连接柔性交流互联装置或输送线路，输出端连接供电设备；开关站接收柔性交流互联装置调制后电流，向供电设备输送电流。
3.根据权利要求1所述的一种区域电能质量治理系统，其特征在于，所述柔性交流互联装置包括但不限于设有三相级联的功率模块；所述功率模块接收端连接交流系统，传输端连接开关站集群，接收端与传输端依次串联。
4.根据权利要求3所述的一种区域电能质量治理系统，其特征在于，所述功率模块还设有若干调制端，所述调制端分别连接多绕组变压器的副边；所述多绕组变压器的原边连接第三电源或两个交流系统中的任意一个；两个交流系统为同步系统。
5.根据权利要求3所述的一种区域电能质量治理系统，其特征在于，所述功率模块包括但不限于两个全桥电路和若干直流电容；所述全桥电路均在直流侧并联；所述两个全桥电路在交流侧引出作为端口。
6.一种区域电...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪秋龙，周靖皓，张磊，沈诚亮，黄志华，柳昂，蔡清南，张霄霄，郑城，费冬虎，赖旬阳，万利剑，盛跃峰，毛鸿飞，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司湖州供电公司，
类型：发明
国别省市：
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