CN107591877A - 一种柔性配网供电***故障控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性配网供电***故障控制方法,包括(1)当出现进线电源故障时,利用柔性配网供电***故障控制单元中的进线电源故障控制单元维持***稳定,控制实现停电交流母线恢复正常供电;(2)当出现母联故障时,利用柔性配网供电***故障控制单元中的母联故障控制单元维持***稳定,控制实现停电交流母线恢复正常供电;(3)当出现柔性变流器故障时,利用柔性配网供电***故障控制单元中的变流器故障控制单元维持***稳定。本发明中当出现进线电源故障、母联故障或柔性变流器故障时,合理控制开关和PCS的运行状态,实现故障工况下***稳定运行;同时,对应故障恢复时,能够控制***恢复正常供电,有效提升供电***供电可靠性和灵活性。
Description
技术领域
本发明属于柔性直流配电技术领域,特别涉及一种柔性配网供电***故障控制方法。
背景技术
近年来,在低压配网供电***领域,随着分布式电源接入量的不断增大,电动汽车不断增加以及可控负荷的增多,使得传统配电网面临许多挑战。为了解决这个问题,传统的电网已逐渐从被动模式转向主动模式,其中利用柔性直流输电技术形成交直流混合配电***,成为配电网发展的有效途径。
传统配网供电***中,当进线电源或母联故障时,通过控制母联或进线开关来给失电母线供电,这种方式不利于功率的灵活分配且停电过程较长,通过柔性配网供电***可以快速、灵活的实现故障工况的合理控制,充分发挥柔性配网供电***的优越性。柔性配网供电***通过在每段交流母线上接入柔性变流器,再通过直流母线进行柔性互联,整个供电***电力电子设备增多,控制变得复杂,如何提高供电***的可靠性显得尤为重要。这就需要提供一种智能控制方法,实现在不同故障工况下***的灵活控制,对应故障恢复时,控制***恢复正常供电。
发明内容
针对上述问题,本发明提出一种柔性配网供电***故障控制方法,当出现进线电源故障、母联故障或柔性变流器(Power Conversion System,PCS)故障时,合理控制开关和PCS的运行状态,实现故障工况下***稳定运行;同时,对应故障恢复时,能够控制***恢复正常供电,有效提升供电***供电可靠性和灵活性。
实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明通过以下技术方案实现:
一种柔性配网供电***故障控制方法,所述的柔性配网供电***中包括n台柔性变流器、n条进线电源、n段交流母线、(n-1)个母联开关、n个进线开关和直流母线,所述柔性变流器的两端分别连接直流母线和对应的交流母线,相邻交流母线之间通过母联开关相连;各进线开关分别设置在对应的柔性变流器和进线电源之间;以下步骤:
(1)当出现进线电源故障时,利用柔性配网供电***故障控制单元中的进线电源故障控制单元维持***稳定,控制实现停电交流母线恢复正常供电;
(2)当出现母联故障时,利用柔性配网供电***故障控制单元中的母联故障控制单元维持***稳定,控制实现停电交流母线恢复正常供电;
(3)当出现柔性变流器故障时,利用柔性配网供电***故障控制单元中的变流器故障控制单元维持***稳定。
进一步地,所述柔性配网供电***正常运行工况下根据负载大小和进线电源容量大小,选择m条进线电源投入运行,对应启动m台柔性变流器,合上(n-m)个母联开关,m为整数,1≤m≤n。
进一步地,所述n为整数,且n≥2,
进一步地,所述步骤(1)具体为:
1.1:检测***中的各进线电源状态;
1.2:当出现任意进线电源故障时,若对应柔性变流器的直流电压控制标志位为第一设定值时,则控制对应进线开关为分位,启动另一台柔性变流器,使其处于直流电压控制模式来控制直流母线电压,本台柔性变流器切换为VF运行模式,为故障交流母线提供不间断电源;若对应柔性变流器直流电压控制标志位为第二设定值时,则控制对应进线开关为分位,本台柔性变流器切换为VF运行模式;
1.3:进线电源故障恢复时,控制对应进线开关为合位,对应柔性变流器切换为PQ运行模式。
进一步地,所述步骤(2)具体为:
2.1:检测***中的各母联开关状态;
2.2:当出现由任意母联故障导致该交流母线失电时,若对应柔性变流器的直流电压控制标志位为第一设定值时,则控制对应进线开关为分位,启动另一台柔性变流器,使其处于直流电压控制模式来控制直流母线电压,本台柔性变流器切换为VF运行模式,为失电母线提供不间断电源;若对应柔性变流器直流电压控制标志位为第二设定值时,控制对应进线开关为分位,本台柔性变流器切换为VF运行模式;
2.3:母联开关故障恢复时,控制对应的进线开关为合位,对应柔性变流器切换为PQ运行模式。
进一步地,所述步骤(3)具体为:
3.1:检测***内各个柔性变流器的状态;
3.2:任意柔性变流器故障闭锁,若其直流电压控制标志位为第一设定值时,则启动另一台柔性变流器,使其处于直流电压控制模式来控制直流母线电压,保证***正常运行;如果其直流电压控制标志位为第二设定值,则对***运行无影响,不作处理;
3.3:柔性变流器故障恢复时,启动柔性变流器并运行在PQ运行模式。
进一步地,所述第一设定值为1,代表柔性变流器运行在直流电压控制模式下;第二设定值为0,代表柔性变流器不运行在直流电压控制模式下。
本发明的有益效果:
本发明的一种柔性配网供电***故障控制方法,当出现进线电源故障、母联故障或PCS故障时,实现故障工况下***稳定运行并保证不间断供电;故障恢复时,自动实现恢复运行状态。整套供电***更加可靠、灵活。
附图说明
图1为本发明一种实施例的的柔性配网供电***示意图;
图2为本发明一种实施例的进线电源故障控制单元流程图;
图3为本发明一种实施例的母联故障控制单元流程图;
图4为本发明一种实施例的PCS故障控制单元流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示,本发明公开了一种柔性配网供电***故障控制方法,所述的柔性配网供电***中包括n台柔性变流器PCS、n条进线电源S、n段交流母线AC_Bus、(n-1)个母联开关、n个进线开关CB和1条直流母线DC_Bus,所述柔性变流器的两端分别连接直流母线和对应的交流母线,相邻交流母线之间通过母联开关相连;各进线开关分别设置在对应的柔性变流器和进线电源之间;具体包括以下步骤:
(1)当出现进线电源故障时,利用柔性配网供电***故障控制单元中的进线电源故障控制单元维持***稳定,控制实现停电交流母线恢复正常供电;
如图2所示,具体实施时,由于配电网电源对应一台配电变压器,比如变压器容量800kVA,长期负荷为1000kVA,那么选择投入2台配变就行,多余配电停运,减少配电空载损耗,因此,可以根据负载情况,***初始投入m个进线电源;当***检测到进线电源Sj故障时:
首先判断该进线对应的PCSj的直流电压控制标志位Udc_Ctl_flag是否为1,若Udc_Ctl_flag=1,则控制进线开关CBj为分位,同时第i个PCS切换为直流电压控制Udc_Ctl模式(即PCSi为运行状态),PCSj切换为VF运行模式,提供不间断电源;若Udc_Ctl_flag=0,则控制进线开关CBj为分位,PCSj切换为VF运行模式(即电压频率模式),提供不间断电源。此时,***运行在m-1个进线电源运行工况。当Sj故障恢复,满足运行条件时,PCSj实现同期功能,合上进线开关CBj,PCSj并网运行,***恢复为m条进线电源运行工况,上述i为整数,1≤i≤n,i≠j。
(2)当出现母联故障时,利用柔性配网供电***故障控制单元中的母联故障控制单元维持***稳定,控制实现停电交流母线恢复正常供电;
图3所示,***初始投入m个进线电源,则对应合上(n-m)个母联开关,***检测到CFj故障后需要判断第j段交流母线AC_Busj失电还是AC_Bus(j+1)失电。如果AC_Busj失电,再判断PCSj的Udc_Ctl_flag是否为1;如果Udc_Ctl_flag=1,确保CFj为分位,PCSi切换为直流电压控制Udc_Ctl模式(PCSi为运行状态),PCSj切换为VF运行模式,提供不间断电源;如果Udc_Ctl_flag=0,确保CFj为分位,PCSj切换为VF运行模式,提供不间断电源。如果AC_Bus(j+1)失电,再判断PCS(j+1)的Udc_Ctl_flag是否为1;如果Udc_Ctl_flag=1,确保CFj为分位,同时PCSi切换为直流电压控制Udc_Ctl模式,PCS(j+1)切换为VF运行模式,提供不间断电源;如果Udc_Ctl_flag=0,确保CFj为分位,同时PCS(j+1)切换为VF运行模式,提供不间断电源。此时,***运行在(n-m-1)个母联合位运行工况。当CFj故障恢复,满足运行条件时,故障工况如果是AC_Busj失电,则PCSj完成同期功能并合上CFj开关,PCSj切换为PQ模式(即有功无功运行模式);故障工况如果是AC_Bus(j+1)失电,则PCS(j+1)完成同期功能并合上CFj开关,PCS(j+1)切换为PQ模式。***恢复m个进线电源运行工况。上述i为整数,1≤i≤n,i≠j,i≠j+1。
(3)当出现柔性变流器故障时,利用柔性配网供电***故障控制单元中的变流器故障控制单元维持***稳定。
图4所示,具体实施时,根据负载情况,***初始投入m个进线电源,则对应启动m台PCS。***检测到PCSj故障时,首先判断PCSj的Udc_Ctl_flag是否为1。如果Udc_Ctl_flag=1,第i个PCS切换为Udc_Ctl模式(PCSi为运行状态)稳定直流母线电压,同时确保PCSj为停机状态;如果Udc_Ctl_flag=0,确保PCSj为停机状态,退出运行。此时,***共(m-1)台PCS运行。当PCSj故障恢复,满足启动条件时,启动PCSj,运行在PQ模式,***恢复为m台PCS运行工况。上述i为整数,1≤i≤n,i≠j。
综上所述:
本发明的一种柔性配网供电***故障控制方法,当出现进线电源故障、母联故障或柔性变流器故障时,实现故障工况下***稳定运行并保证不间断供电;故障恢复时,自动实现恢复运行状态。整套供电***更加可靠、灵活。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种柔性配网供电***故障控制方法,所述的柔性配网供电***中包括n台柔性变流器、n条进线电源、n段交流母线、(n-1)个母联开关、n个进线开关和直流母线,所述柔性变流器的两端分别连接直流母线和对应的交流母线,相邻交流母线之间通过母联开关相连;各进线开关分别设置在对应的柔性变流器和进线电源之间;其特征在于,以下步骤:
(1)当出现进线电源故障时,利用柔性配网供电***故障控制单元中的进线电源故障控制单元维持***稳定,控制实现停电交流母线恢复正常供电;
(2)当出现母联故障时,利用柔性配网供电***故障控制单元中的母联故障控制单元维持***稳定,控制实现停电交流母线恢复正常供电;
(3)当出现柔性变流器故障时,利用柔性配网供电***故障控制单元中的变流器故障控制单元维持***稳定。
2.根据权利要求1所述的一种柔性配网供电***故障控制方法,其特征在于:所述柔性配网供电***正常运行工况下根据负载大小和进线电源容量大小,选择m条进线电源投入运行,对应启动m台柔性变流器,合上(n-m)个母联开关,m为整数,1≤m≤n。
3.根据权利要求1或2所述的一种柔性配网供电***故障控制方法,其特征在于:n为整数,且n≥2。
4.根据权利要求1所述的一种柔性配网供电***故障控制方法,其特征在于:所述步骤(1)具体为:
1.1:检测***中的各进线电源状态;
1.2:当出现任意进线电源故障时,若对应柔性变流器的直流电压控制标志位为第一设定值时,则控制对应进线开关为分位,启动另一台柔性变流器,使其处于直流电压控制模式来控制直流母线电压,本台柔性变流器切换为VF运行模式,为故障交流母线提供不间断电源;若对应柔性变流器直流电压控制标志位为第二设定值时,则控制对应进线开关为分位,本台柔性变流器切换为VF运行模式;
1.3:进线电源故障恢复时,控制对应进线开关为合位,对应柔性变流器切换为PQ运行模式。
5.根据权利要求1所述的一种柔性配网供电***故障控制方法,其特征在于:所述步骤(2)具体为:
2.1:检测***中的各母联开关状态;
2.2:当出现由任意母联故障导致该交流母线失电时,若对应柔性变流器的直流电压控制标志位为第一设定值时,则控制对应进线开关为分位,启动另一台柔性变流器,使其处于直流电压控制模式来控制直流母线电压,本台柔性变流器切换为VF运行模式,为失电母线提供不间断电源;若对应柔性变流器直流电压控制标志位为第二设定值时,控制对应进线开关为分位,本台柔性变流器切换为VF运行模式;
2.3:母联开关故障恢复时,控制对应的进线开关为合位,对应柔性变流器切换为PQ运行模式。
6.根据权利要求1所述的一种柔性配网供电***故障控制方法,其特征在于:所述步骤(3)具体为:
3.1:检测***内各个柔性变流器的状态;
3.2:任意柔性变流器故障闭锁,若其直流电压控制标志位为第一设定值时,则启动另一台柔性变流器,使其处于直流电压控制模式来控制直流母线电压,保证***正常运行;如果其直流电压控制标志位为第二设定值,则对***运行无影响,不作处理;
3.3:柔性变流器故障恢复时,启动柔性变流器并运行在PQ运行模式。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的一种柔性配网供电***故障控制方法,其特征在于:所述第一设定值为1,代表柔性变流器运行在直流电压控制模式下;第二设定值为0,代表柔性变流器不运行在直流电压控制模式下。
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