CN105720606B - 一种针对有源配电网的有源配电网无扰合环的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了在有源配电网架构下一种自动检测并通过分布式电源自动创造合环条件的控制策略，将其在智能环网柜中实施，实现自动无扰、安全合环转供电的目的，以解决无法合环和人工合环风险大的问题。测量合环开关两侧的相位差，由相位差决定分布式电源增发或减发有功功率；测量合环开关两侧的电压差，由电压差决定分布式电源增发或减发无功功率。通过以上反馈控制器调节合环开关两侧的电压幅值差和相位差，使之达到最小。在两侧电压幅值差和相位差达到最小的时刻，由合环控制器发出合闸命令，将合环开关闭合。在合环开关闭合后，无延时地开断计划开关，重新达到开环运行状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种针对有源配电网的有源配电网无扰合环的控制方法，属于智能配电网及其装备技术领域。
背景技术
随着配电网的快速发展，配网网架日益趋于成熟，各种环网方式在配网中普遍使用；同时，能源转型和绿色发展的时代背景下，光伏、风机等分布式电源大量接入使传统配电网，使传统配电网演变为有源配电网。
在发达社会中，无论工业用户还是居民用户都对供电可靠性的要求越来越高，对于闭环接线开环运行的配电网，现有“先停电再合环”的转电操作模式会造成短时停电，不能适应高可靠或不间断供电的需求，采用先进技术尝试合环转供电势在必行。因合环开关两侧电压差、相角差、配电线路复杂的运行参数、主网运行方式调整不可预知性等原因，可能使不停电转电操作中环路中产生过大环流，引起配电线路过流保护误动，造成停电范围扩大，甚至危及到上级电网的安全运行。目前，配网调度人员掌握的技术分析手段十分有限，进行不停转电操作时，只能依靠以往经验，没有***的理论计算和评估标准，也没有合环转供的技术装备，合环操作存在较大风险。
配电网中的分布式电源都具有高度可控的特点，如果能利用可控电源有功和无功高度可控的技术特点，研发主动创造合环条件的技术和装备，就可能使合环转供变得智能和安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种针对有源配电网的有源配电网无扰合环的控制方法，以实现自动无扰、安全合环转供电的目的，以解决无法合环和人工合环风险大的问题，可以克服现有技术的不足。
本发明的技术方案是：针对有源配电网的有源配电网无扰合环的控制方法，是利用配电网中的分布式电源自身有功功率和无功功率的短时大范围调节能力和相应控制算法，将合环断路器两侧相位差调整至最小或将合环断路器两侧电压幅值差调整至最小；在两侧电压幅值差和相位差达到最小的时刻，由合环控制器发出合闸命令，将合环开关闭合，在合环开关闭合后，无延时地开断计划开关，重新达到开环运行状态。
上述的针对有源配电网的有源配电网无扰合环的控制方法的具体步骤如下：
1）在分布式电源与配电网的规划阶段，将分布式电源的接入点设计在智能环网柜内；或者在分布式电源处安装智能环网柜，智能环网柜内预留分布式电源接入装置。
2）智能环网柜装设两组三相电压互感器，分别测量联络开关两侧的三相电压；
3）在智能环网柜中装设合环控制器，合环控制器按智能控制策略执行合环操作；各合环控制器和相邻环网柜的合环控制器以及配调中心通过光纤通信。
上述的针对有源配电网的有源配电网无扰合环的控制方法，其特征在于：所述的利用分布式电源短时有功快速调节能力和相应控制算法，将合环断路器两侧相位差调整至最小或将合环断路器两侧电压幅值差调整至最小是指：通过测量合环开关两侧的相位差，由相位差决定分布式电源增发或减发有功功率；测量合环开关两侧的电压差，由电压差决定分布式电源增发或减发无功功率，通过以上反馈，控制器调节合环开关两侧的电压幅值差和相位差，使之达到最小。
与现有技术比较，本发明针对有源配电网提供一种自动检测并自动创造合环条件的控制策略，将其在智能环网柜中实施（图2所示），达到自动无扰、安全合环转供电的目的，以解决无法合环和人工合环风险大的问题。
附图说明
图1为本发明的实施例采用的有源配电网拓扑；
图2为本发明的实施例的合环装备结构图；
图3为本发明的控制策略框图；
图4为本发明的实施例的实施效果。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的限制。
针对有源配电网的有源配电网无扰合环的控制方法，是利用配电网中的分布式电源自身有功功率和无功功率的短时大范围调节能力和相应控制算法，将合环断路器两侧相位差调整至最小或将合环断路器两侧电压幅值差调整至最小；在两侧电压幅值差和相位差达到最小的时刻，由合环控制器发出合闸命令，将合环开关闭合，在合环开关闭合后，无延时地开断计划开关，重新达到开环运行状态。
上述的针对有源配电网的有源配电网无扰合环的控制方法的具体步骤如下：
1）在分布式电源与配电网的规划阶段，将分布式电源的接入点设计在智能环网柜内；或者在分布式电源处安装智能环网柜，智能环网柜内预留分布式电源接入装置。
2）智能环网柜装设两组三相电压互感器，分别测量联络开关两侧的三相电压；
3）在智能环网柜中装设合环控制器，合环控制器按智能控制策略执行合环操作；各合环控制器和相邻环网柜的合环控制器以及配调中心通过光纤通信。
上述的针对有源配电网的有源配电网无扰合环的控制方法，其特征在于：所述的利用分布式电源短时有功快速调节能力和相应控制算法，将合环断路器两侧相位差调整至最小或将合环断路器两侧电压幅值差调整至最小是指：通过测量合环开关两侧的相位差，由相位差决定分布式电源增发或减发有功功率；测量合环开关两侧的电压差，由电压差决定分布式电源增发或减发无功功率，通过以上反馈，控制器调节合环开关两侧的电压幅值差和相位差，使之达到最小。
本发明的实施例：图1是接有风电机组和光伏电站的典型有源配电网，配电网的结构也是典型“手拉手”环网结构，所有的风电机组和光伏电站都通过环网柜接入中压配电网，环网柜内装设联络开关和电压、电流互感器。合环控制策略如下：有源配电网合环操作由配调中心协同完成。首先，配调中心根据配电管理的高级应用进行决策是否需要合环操作。在发出合环指令后，各环网柜都得到合环指令，分别启动风险评估程序，各自判断本地合环风险，当风险大于阈值时，该环网柜将合环位置推荐到上游或下游环网柜，经过若干次的位置选择达到优化目的。若经过位置优化后，风险仍然大于阈值则放弃合环操作，并将结果发送至配调中心；若经过位置优化后，风险小于阈值则启动合环操作。启动合作操作就是使风光电站“附加”的暂态有功和暂态无功调节回路生效。
暂态无功调节过程如下：测量合环断路器两侧电压并相减得到幅值差Δu，经过滤波放大得到无功增量，无功增量加上无功初值得到无功参考值，调节风光电站的无功输出使之达到参考值。当暂态无功调节达到稳态时可使合环断路器两侧电压基本相等。
暂态有功调节过程如下：测量合环断路器两侧相位差Δθ，经过滤波后再经过PI调节器，得到有功增量ΔPDC，有功增量加上有功初值得到有功参考值，调节风光电站的有功输出使之达到参考值。当暂态有功调节达到稳态后，合环断路器两侧相位差基本为零。
当暂态有功和暂态无功调节均达到稳态后，检查两侧相位差和幅值差，当二者均满足小于设定值时执行合环操作，不满足该条件时放弃合环。
实施效果：在图1所示的实施例中验证了该技术的实施效果。设环网柜2的联络断路器处于开断状态。风光站1有功出力为100kW，无功出力为10kvar；风光站2有功出力为160kW，无功出力为20kvar；风光站3有功出力为80kW，无功出力为0kvar；风光站4有功出力为180kW，无功出力为30kvar。在当前的运行状态下，经风险评估在环网柜2实施合环风险小于阈值，配调中心发送合环准备命令。在t=10s时合环断路器合闸。图4是合环断路器的电压和流过的电流，可以看出，没有出现过电压现象和过电流现象。虽然出现了半个周波的较大暂态电流，但由于时间太短，不足以构成保护动作条件。因此，完全可以保证合环成功。
Claims (2)
1.一种针对有源配电网的有源配电网无扰合环的控制方法，其特征在于：该方法是利用配电网中的分布式电源自身有功功率和无功功率的短时大范围调节能力和相应控制算法，将合环断路器两侧相位差调整至最小或将合环断路器两侧电压幅值差调整至最小；在两侧电压幅值差和相位差达到最小的时刻，由合环控制器发出合闸命令，将合环开关闭合，在合环开关闭合后，无延时地开断计划开关，重新达到开环运行状态；
所述的针对有源配电网的有源配电网无扰合环的控制方法，具体步骤如下：
1）在分布式电源与配电网的规划阶段，将分布式电源的接入点设计在智能环网柜内；或者在分布式电源处安装智能环网柜，智能环网柜内预留分布式电源接入装置；
2）智能环网柜装设两组三相电压互感器，分别测量联络开关两侧的三相电压；
3）在智能环网柜中装设合环控制器，合环控制器按智能控制策略执行合环操作；各合环控制器和相邻环网柜的合环控制器以及配调中心通过光纤通信。
2.根据权利要求1所述的针对有源配电网的有源配电网无扰合环的控制方法，其特征在于：所述的利用配电网中的分布式电源自身有功功率和无功功率的短时大范围调节能力和相应控制算法，将合环断路器两侧相位差调整至最小或将合环断路器两侧电压幅值差调整至最小是指：通过测量合环开关两侧的相位差，由相位差决定分布式电源增发或减发有功功率；测量合环开关两侧的电压差，由电压差决定分布式电源增发或减发无功功率，通过以上反馈，控制器调节合环开关两侧的电压幅值差和相位差，使之达到最小。
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