【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于交直流配电网换流，具体涉及一种柔性互联交直流配电网电源接口换流方法。
技术介绍
1、电力是现代社会最为重要的能源形式，电力系统的发展直接关系到国民经济的发展。我国的国民经济仍然处于一个持续较快发展的上升轨道中，而相应的，电力行业也同样处于一个蓬勃发展的阶段。在这种背景下，发电能力和输电能力的增加成为了必然的需求。然而，由于选址、征地、建设等费用相对高昂，造成输电线路的增加或者改造举步艰难；而在用电最为集中的城市内部，由于电力系统规划与城市规划的分离性，使得配电网结构不适应于负荷发展的要求，配电网的发展规划以及供电质量愈加不适应于城市发展的需求。传统的交流配电方式亦面临着前所未有的挑战，信息技术和网络技术的发展，我国的高新产业比例日益扩大，电网中的敏感负载和重要负载越来越多。用户对电能质量提出了更高的要求，期望得到电压稳定、频率稳定、无浪涌、无谐波的优质电能。
2、随着用电需求与电能质量要求的不断提高，以及新能源、新材料和电力电子技术的长足发展和广泛应用，传统交流配电网将面临分布式能源接入、负荷多样化，以及一次系统结构庞杂、负荷调度及潮流均衡协调控制复杂化等一系列问题。而国外研究资料表明，相比于交流配电网，基于柔性直流技术的配电网在提升电能输送容量、增加系统可控性以及提高供电质量等方面具有更加优越的性能，而且还能很好地协调分布式电源与电网之间的矛盾，充分挖掘分布式能源的效益和价值。因此，兼具稳定性、经济性、可靠性和安全性的柔性直流配电网具有巨大的经济价值和市场潜力。
技术实现思
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种柔性互联交直流配电网电源接口换流方法，解决了上述
技术介绍
中的问题。
2、本专利技术的目的是这样实现的：一种柔性互联交直流配电网电源接口换流方法，其包括以下步骤：
3、s1、进行配电网的控制与调度；
4、s2、对所述配电网进行建模；
5、s3、创建交直流配电网负载的容量；
6、s4、直流配电网与交流电源接口换流。
7、进一步地，所述配电网的控制与调度包括交直流配电网的协调控制和交直流配电网的综合调度；所述交直流配电网的协调控制采用电压源型换流器，直流入户的低压网络通过直流变压器与中压侧相连接，其低压侧与中压侧电压成比例设置，低压直流网络接有分布式电源及储能设备，当该处负载较轻时，该网络将成为电源，向中压直流网络送电；采用交流供电的负载，通过ac/dc换流器与中压直流网络相连接，且将其等效为可变负载进行处理；若某一时段直流配电系统的负载减小，作为电源的一部分交流电源接口换流器作为负载参与优化调度，交流系统经该直流配电系统向另一交流系统供电。
8、进一步地，所述交直流配电网的综合调度在节点的负载情况下，每隔一段时间进行一次最优潮流计算，将算得的交流电源接口换流器功率指令传输至各换流器，从而达到优化全网潮流；当直流配电网正常运行时，其低压侧不足的电能由中压侧提供；当网络发生故障，低压侧与中压侧的连接断开时，低压直流配电网可以维持孤岛运行，在该时段内，负荷由可再生电源及储能设备供电；分布式电源的接入交流配电网的损耗、电压、可靠性、电能质量和系统保护，基于放射式典型直流线路，其有功网损与电压降的表达式为式一和式二；
9、
10、
11、其中vj为末端直流母线电压，rij为直流线路电阻，pj为末端负荷的有功功率，δpij为支路ij的有功损耗，δvij为支路ij的电压降。
12、根据所述式一和式二，在直流配电网的有功网损与电压降均低于交流网时；将可再生能源发电作为分布式电源接入节点j，利用下述表达式式三、式四和式五进行综合调度；
13、
14、
15、
16、其中，lj为节点，j接入分布式电源后的电压裕度，pdg为分布式电源的输出有功功率；分布式电源的接入可以提高节点j的电压裕度，考虑分布式电源的选址，考虑电压裕度的节点。
17、进一步地，所述可再生能源的调度为，先配置一定容量的储能单元，用于平抑可再生能源的发电功率波动，采取与负荷协调运行的调度方式，根据该地区的负荷预测情况为分布式电源配置储能设备，调整其在不同时刻的功率输出，使其变化规律与该节点负荷规律相同；若分布式电源的输出始终小于节点负荷，将分布式电源及该节点负荷等效为一个基本恒定的负荷；若分布式电源的输出始终大于节点负荷，且始终小于零，将分布式电源及该节点负荷等效为一个输出基本恒定的电源。
18、进一步地，所述配电网的建模包括放射状结构直流配电网、环状结构交流配电网和两端结构的直流配电网；所述放射状结构直流配电网的放射结构为负载供电，太阳能电池与负荷协调运行；若电压值低于额定电压的90％，停止负载供电，若电压值非低于额定电压的90％，正常负载供电。
19、进一步地，所述环状结构交流配电网在环状拓扑结构下，交流配电网设置一个交流电源接口，且与交流系统相连，且交流系统不接入交流配电网；所述两端结构的直流配电网用于为改善网络电压分布，在直流电压最低点设置交流电源接口，所述交流电源接口的换流器采用定功率控制方式，且其功率为2.5mw。
20、进一步地，所述创建交直流配电网负载的容量包括对交流和直流配电网的经济性进行分析与比较，交流配电网与直流配电网都采用放射状结构，交流配电网的设备主要包括变电站、交流断路器、交流变压器、交流电缆以及为直流负载供电的整流器；直流配电网通过换流站与交流输电网相连，其设备有换流站、直流断路器、直流变压器、直流电缆及为交流负载供电的逆变器。
21、进一步地，交直流配电网的传输容量沿着直流潮流的流动方向，用户端直流电压将依次下降.考虑用户设备的允许工作电压范围与线路绝缘水平，交直流配电网线路始末端电压差的允许值为额定电压的10％，交流配电线路始末端的电压幅值差δuac可表示为,
22、
23、式中，rac为交流电缆等效电阻，xac为交流电缆等效电抗，pac为交流配电网的负载有功功率，qac为交流配电网的负载无功功率，uac为交流配电网的线电压有效值；所述直流配电网采用双极系统，其模型考虑正负极直流电缆和交流电缆。
24、进一步地，所述交流电缆考虑绝缘层中的磁感应损耗和介质损耗，交流电缆的损耗表达式为，
25、
26、式中，p0为交流电缆末端输送功率；pacloss为交流电缆的有功损耗；k为交流电缆的额外损耗系数；j为电流密度；uac为交流配电网的线电压有效值；l为电缆长度。
27、进一步地，所述直流配电网与交流电源接口换流包括直流配电网电源、采用定直流电压控制或定功率控制的ac/dc换流器，且考虑负载，将交流电源接换流器作为电源向负载供电；保留已有交流配电网的线路结构，且在基础上设置交流电源接口换流器，作为直流配电网的电源。
28、本专利技术的有益效果：与交流配电网相比，柔性直流配电网有助于提本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种柔性互联交直流配电网电源接口换流方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的柔性互联交直流配电网电源接口换流方法，其特征在于：所述配电网的控制与调度包括交直流配电网的协调控制和交直流配电网的综合调度；所述交直流配电网的协调控制采用电压源型换流器，直流入户的低压网络通过直流变压器与中压侧相连接，其低压侧与中压侧电压成比例设置，低压直流网络接有分布式电源及储能设备，当该处负载较轻时，该网络将成为电源，向中压直流网络送电；采用交流供电的负载，通过AC/DC换流器与中压直流网络相连接，且将其等效为可变负载进行处理；若某一时段直流配电系统的负载减小，作为电源的一部分交流电源接口换流器作为负载参与优化调度，交流系统经该直流配电系统向另一交流系统供电。
3.根据权利要求2所述的柔性互联交直流配电网电源接口换流方法，其特征在于：所述交直流配电网的综合调度在节点的负载情况下，每隔一段时间进行一次最优潮流计算，将算得的交流电源接口换流器功率指令传输至各换流器，从而达到优化全网潮流；当直流配电网正常运行时，其低压侧不足的电能由中压侧提供；当网络发生故障，低
4.根据权利要求3所述的柔性互联交直流配电网电源接口换流方法，其特征在于：所述可再生能源的调度为，先配置一定容量的储能单元，用于平抑可再生能源的发电功率波动，采取与负荷协调运行的调度方式，根据该地区的负荷预测情况为分布式电源配置储能设备，调整其在不同时刻的功率输出，使其变化规律与该节点负荷规律相同；若分布式电源的输出始终小于节点负荷，将分布式电源及该节点负荷等效为一个基本恒定的负荷；若分布式电源的输出始终大于节点负荷，且始终小于零，将分布式电源及该节点负荷等效为一个输出基本恒定的电源。
5.根据权利要求1所述的柔性互联交直流配电网电源接口换流方法，其特征在于：所述配电网的建模包括放射状结构直流配电网、环状结构交流配电网和两端结构的直流配电网；所述放射状结构直流配电网的放射结构为负载供电，太阳能电池与负荷协调运行；若电压值低于额定电压的90％，停止负载供电，若电压值非低于额定电压的90％，正常负载供电。
6.根据权利要求5所述的柔性互联交直流配电网电源接口换流方法，其特征在于：所述环状结构交流配电网在环状拓扑结构下，交流配电网设置一个交流电源接口，且与交流系统相连，且交流系统不接入交流配电网；所述两端结构的直流配电网用于为改善网络电压分布，在直流电压最低点设置交流电源接口，所述交流电源接口的换流器采用定功率控制方式，且其功率为2.5MW。
7.根据权利要求1所述的柔性互联交直流配电网电源接口换流方法，其特征在于：所述创建交直流配电网负载的容量包括对交流和直流配电网的经济性进行分析与比较，交流配电网与直流配电网都采用放射状结构，交流配电网的设备主要包括变电站、交流断路器、交流变压器、交流电缆以及为直流负载供电的整流器；直流配电网通过换流站与交流输电网相连，其设备有换流站、直流断路器、直流变压器、直流电缆及为交流负载供电的逆变器。
8.根据权利要求7所述的柔性互联交直流配电网电源接口换流方法，其特征在于：交直流配电网的传输容量沿着直流潮流的流动方向，用户端直流电压将依次下降.考虑用户设备的允许工作电压范围与线路绝缘水平，交直流配电网线路始末端电压差的允许值为额定电压的10％，交流配电线路始末端的电压幅值差ΔUAC可表示为,
9.根据权利要求8所述的柔性互联交直流配电网电源接口换流方法，其特征在于：所述交流电缆考虑绝缘层中的磁感应损耗和介质损耗，交流电缆的损耗表达式为，
10.根据权利要求1所述的柔性互联交直流配电网电源接口换流方法，其特征在于：所述直流配电网与交流电源接口换流包括直流配电网电源、采用定直流电压控制或定功率控制的AC/DC换流器，且考虑负载，将交流电源接换流器作为电源向负载供电；保留已有交流配电网的线路结构，且在基础上设置交流电源接口换流器，作为直流配电网的电源。
...【技术特征摘要】
1.一种柔性互联交直流配电网电源接口换流方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的柔性互联交直流配电网电源接口换流方法，其特征在于：所述配电网的控制与调度包括交直流配电网的协调控制和交直流配电网的综合调度；所述交直流配电网的协调控制采用电压源型换流器，直流入户的低压网络通过直流变压器与中压侧相连接，其低压侧与中压侧电压成比例设置，低压直流网络接有分布式电源及储能设备，当该处负载较轻时，该网络将成为电源，向中压直流网络送电；采用交流供电的负载，通过ac/dc换流器与中压直流网络相连接，且将其等效为可变负载进行处理；若某一时段直流配电系统的负载减小，作为电源的一部分交流电源接口换流器作为负载参与优化调度，交流系统经该直流配电系统向另一交流系统供电。
3.根据权利要求2所述的柔性互联交直流配电网电源接口换流方法，其特征在于：所述交直流配电网的综合调度在节点的负载情况下，每隔一段时间进行一次最优潮流计算，将算得的交流电源接口换流器功率指令传输至各换流器，从而达到优化全网潮流；当直流配电网正常运行时，其低压侧不足的电能由中压侧提供；当网络发生故障，低压侧与中压侧的连接断开时，低压直流配电网可以维持孤岛运行，在该时段内，负荷由可再生电源及储能设备供电；分布式电源的接入交流配电网的损耗、电压、可靠性、电能质量和系统保护，基于放射式典型直流线路，其有功网损与电压降的表达式为式一和式二；
4.根据权利要求3所述的柔性互联交直流配电网电源接口换流方法，其特征在于：所述可再生能源的调度为，先配置一定容量的储能单元，用于平抑可再生能源的发电功率波动，采取与负荷协调运行的调度方式，根据该地区的负荷预测情况为分布式电源配置储能设备，调整其在不同时刻的功率输出，使其变化规律与该节点负荷规律相同；若分布式电源的输出始终小于节点负荷，将分布式电源及该节点负荷等效为一个基本恒定的负荷；若分布式电源的输出始终大于节点负荷，且始终小于零，将分布式电源及该节点负荷等效为一个输出基本恒定的电源。
5.根据权利要求1所述的柔性互联交直流配电网电源接口换流方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏浩，许静，周逸飞，吴帅，张岩，杨天宇，王豫新，严鑫，陈小江，刘战伟，左广华，申亮，郑卫光，朱子强，栗大智，李小波，肖俊义，张宇，张秋生，袁海峡，沈明辉，白庆华，于海，李拥军，朱子刚，张煜，刘宇，费志坚，刘长玺，段继鹰，吴标琪，李波，靳惠林，阎鹏，石志磊，刘恩涛，陈海滨，郭峰，陈玉铭，姜华，孙继，李永坚，吴玲，王鹏，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司新乡供电公司，
类型：发明
国别省市：
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