CN114512988B - 一种基于低压配电台区柔直互联的调控方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于低压配电台区柔直互联的调控方法及装置，涉及配电网和电能存储领域，所述调控方法包括获取台区运行数据、判断台区变压器运行状态、通过调节直流侧设备的输出及启用台区互济功能解决变压器的重载和反向重载情况，在调控过程中，优先使用绿色可再生能源。通过管理直流侧分布式能源及储能，实现多台区同步并行治理，实现分布式绿色能源充分就地消纳，既可以最大化保证分布式能源安全并网与充分就地消纳，也能提高电网质量，保证电网运行稳定、经济。

Description

一种基于低压配电台区柔直互联的调控方法及装置
技术领域
本发明涉及配电网和电能存储领域，具体为一种基于低压配电台区柔直互联的调控方法及实现调控方法的装置。
背景技术
配电台区一般是交流配电方式，通常采用合环设计、分环运行的方式，变电站彼此孤立，无法实现多台区并列运行。
有一种解决方案是变电站的环状互联结构，通过联络开关连接各台区实现功率支援，但传统机械式的开关寿命短，响应慢，功率调节不连续，不具有灵活调节配电网的能力。
随着电力电子技术与装备在电网中迅猛发展，为应对消纳分布式新能源及负荷并网的需求，进一步增强***柔性控制能力，柔性直流配电***提供了全新载体和技术选择。柔性直流配电***因具有较好的可控性、更优的电能质量、更大的供电半径及容量、更灵活的运行方式受到了各个国家的广泛关注。
柔性直流配电***主要分为两部分，其一是构建台区直流母线，光伏、储能、充电桩、直流负荷等直接接入直流网，二是台区间直流柔性互联，实现不同台区间的功率转供、资源共享。
中国专利申请201910853450.8提出了一种具有多种电能综合分配的柔性开关站互联结构，将各台区通过柔性开关站连接，每个柔性开关站的输入端连接高压交流母线，柔性开关站的输出端分别连接低压交流母线与低压直流母线；低压交流母线的末端通过柔性多状态开关相连接，低压直流母线的末端通过DC-DC变换器相连接；低压交流母线与低压直流母线上均连接有负荷、储能元件和分布式电源，但没有披露如何调控各台区资源。
发明内容
本发明的目的是提出一种方法，经柔性双向变流器连接的多个台区，通过控制台区中的储能设备输出和功率分配，实现不同台区的互通互济，确保配电网处于最优运行状态。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于低压配电台区柔直互联的调控方法，基于通过开关和直流母线连接的n个台区实现，直流母线通过FCS连接台区交流供电线路，在直流母线上开关的台区侧连接直流设备，所述直流设备包括光伏发电设备、储能***，所述调控方法包括：
步骤1、获取各台区的运行数据，包括：
变压器的容量S1、S2、... ... 、Sn；
调节目标±X%；
变压器负载率重载阈值±Y%；
储能***的额定输出功率Sa1、Sa2、... ... 、San。
步骤2、实时获取各台区的运行数据，包括：
变压器的实时功率P1、P2、... ... 、Pn；
变压器的负载率D1%、D2%、... ... 、Dn%；
储能***的当前输出功率Pa1、Pa2、... ... 、Pan。
步骤3、如果某台区的变压器负载率Di%大于Y%并持续此状态超过5分钟，该台区置重载标志；变压器负载率Di%小于―Y%并持续此状态超过5分钟，该台区置反向重载标志；变压器负载率Di%恢复至―Y%~Y%之间，并持续1分钟后，置为正常台区；
其中，1≤i≤n；
如果有台区为重载标志或反向重载标志，执行步骤4。
步骤4、计算重载台区需要调节的总功率：A=ΔP1+ΔP2+ ... ... +ΔPn，
其中，第i个台区需要调节的功率ΔPi=（Si*X%）―Pi，如果第i个台区没有重载标志，ΔPi =0；
计算反向重载台区需要调节的总功率：B=ΔQ1+ΔQ2+ ... ... +ΔQn，
其中，第i个台区需要调节的功率ΔQi=（Si*（―X%））―Pi，如果第i个台区没有反向重载标志，ΔQi =0；
如果A≠0 且B=0，执行步骤4.1；
如果A=0且B≠0，执行步骤4.2；
如果A≠0 且B≠0，执行步骤4.3。
步骤4.1、计算储能***剩余总功率：P储=ΔP1储+ΔP2储+ ... ... +ΔPn储，
其中，第i个台区的储能***的剩余功率ΔPi储=Sai―Pai，
如果│P储│≥│A│，将A分配给各台区的储能***；否则，将P储分配给各台区的储能***，未调节的功率P余=│A│―│P储│，执行步骤5。
步骤4.2、计算正常台区负载率调节至―X%的可调节总功率Px =ΔPx1+ΔPx2+ ...... +ΔPxn，
其中，第i个台区负载率调节至―X%的可调节功率ΔPx i=（Si*（―X%））―Pi，如果第i个台区不是正常台区，ΔPx i=0；
如果│B│>│Px│，则所有正常台区及所有反向重载台区将变压器的负载率调节至―X%；
否则，按照分配后台区负载率相等的原则，将B分配给正常台区。
步骤4.3、如果│A│≤│B│，将重载台区将变压器的负载率调节至X%，反向重载台区将变压器的负载率调节至―X%；
否则，计算储能***剩余总功率：P储=ΔP1储+ΔP2储+ ... ... +ΔPn储，
其中，第i个台区的储能***的剩余功率ΔPi储=Sai―Pai，
如果│A│≤│B+ P储│，将│A│―│B│分配给各台区的储能***；
如果│A│>│B+ P储│，强制储能***以额定功率向外放电，未调节的功率P余=│A│―│B+ P储│，执行步骤5。
步骤5、将P余分配给正常台区，包括：
计算所有正常台区将变压器调节至X%的能够释放的总功率：
C=ΔPc1+ΔPc2+ ... ... +ΔPcn，
其中，第i个台区能够释放的功率ΔPci=（Si*X%）―Pi，如果第i个台区不是正台区，ΔPci =0；
如果│P余│<│C│，按照分配后正常台区负载率相等的原则，将P余分配给正常台区；否则，将正常台区的负载率调节至X%。
本发明还提出了一种基于低压配电台区柔直互联的装置，所述装置为台区智能融合终端，包括通信模块、参数存储模块、重载调控模块、设备判断模块、储能***控制模块及光伏发电设备调控模块，实现基于低压配电台区柔直互联的调控方法。
与现有技术相比本发明有以下优点：
通过直流母线连接各台区，多台区的储能***资源实现互联并共用。通过管理直流侧分布式能源及储能，实现多台区同步并行治理，实现分布式绿色能源充分就地消纳，减少因能源上网再利用的电能损耗，同时消除了因分布式能源集中上送给电网带来的冲击、电压难以控制、谐波叠加、频率越限等风险，本发明既可以最大化保证分布式能源安全并网与充分就地消纳，也能提高电网质量，保证电网运行稳定、经济。
附图说明
图1为台区配置及连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
一种基于低压配电台区柔直互联的调控方法，基于通过开关和直流母线连接的n个台区实现，直流母线通过FCS连接台区交流供电线路，在直流母线上开关的台区侧连接直流设备，所述直流设备包括光伏发电设备、储能***。
各台区的调控策略为：充分利用绿色能源，就地消纳。电能的优先使用顺序为：
1 直流侧光伏发电；2 储能***；3 电网（通过台区互济）。
参看图1，本实施例中有3个台区，n=3，三个台区经开关通过750V直流母线连接。在台区测，直流母线通过FCS、智能开关连接到本台区的交流供电线路，在直流母线上连接直流设备，本实施例中，直流设备包括光伏发电设备和储能***。
智能融合终端采集FCS、储能***的双向DC/DC、直流侧光伏发电设备总表数据和台区交采数据，判断后控制开关、FCS、双向DC/DC等设备，完成调控。
台区变压器负载率的调节，根据需要调节的功率值，确定FCS出口参数，通过调节FCS的出口参数完成。
一个台区中可能有多个的光伏发电设备，本发明中，一个台区中的所有光伏发电设备做为一个整体考虑；一个台区中的多个储能设备视为一个储能***。
在中间台区中设置智能融合终端，本发明的调控方法在智能融合终端完成。智能融合终端与其它台区JP柜中的分支终端有通信连接，可获取台区参数、控制各台区的FCS以及储能***。
FCS：双向变流器，为含变压器的双向变流器产品，连接直流母线和交流380V的转换设备，为电网与直流母线之间提供接口，实现交/直流变换，自动实现恒压整流和限压放电，以保持直流母线电压恒定。台区间的调控通过FCS完成。
储能***安装BMS，实现保护功能。智能融合终端与储能双向控制器DC/DC通信，可获取储能数据和控制储能充放电。在智能融合终端下发命令让储能双向控制器DC/DC放电的情况下，当储能电量释放到一定程度时（剩余40%），会触发BMS对于储能***的保护，切除储能对外输出。在储能电量恢复到40%以上时，可自动恢复。
本发明的主要目的是通过资源共享，实现不同台区的互通互济，确保配电网处于最优运行状态，即尽量让控制的各台区变压器工作在合理的负载区间。
本实施例采用以下步骤完成调控。
步骤1、获取各台区的运行数据，主要是静态数据，包括：
变压器的容量S1、S2、... ... 、Sn；
调节目标为±X%，默认值X=70；
变压器负载率重载阈值±Y%，默认值Y=80；
储能***的额定输出功率Sa1、Sa2、... ... 、San。
调节目标是各台区变压器的比较理想的负载率，小于变压器负载率重载阈值。虽然各台区变压器的容量Si可能存在差异，本实施例中，调节目标设定一致。
本实施例主要使用储能***作为调控的功率源，将各台区的储能***列入调节名单。
步骤2、实时获取各台区的运行数据，这里是动态数据，包括：
变压器的实时功率P1、P2、... ... 、Pn；
变压器的负载率D1%、D2%、... ... 、Dn%；
储能***的当前输出功率Pa1、Pa2、... ... 、Pan。
以上参数作为判断依据。
变压器的负载率出现负值，说明本台区中光伏发电过多，不能就地消化，多余的电通过变压器反送到电网上。
步骤3、逐一判断台区状态
如果某台区的变压器负载率Di%大于Y%并持续此状态超过5分钟，该台区置重载标志；变压器负载率Di%小于―Y%并持续此状态超过5分钟，该台区置反向重载标志；变压器负载率Di%恢复至―Y%~Y%之间，并持续1分钟后，重载标志清零，置为正常台区；其中，1≤i≤n。
台区状态分为正常状态、重载状态（正向重载）、反向重载状态。
如果有台区为重载标志或反向重载标志，进行调控，执行步骤4。
步骤4、重载调控
计算重载台区调节至调节目标X%需要调节的总功率：
A=ΔP1+ΔP2+ ... ... +ΔPn，
其中，如果第i个台区出现重载，需要将变压器的负载率从Di%调整到调节目标X%，需要调节的功率ΔPi=（Si*X%）―Pi，如果第i个台区没有重载标志，ΔPi =0；
计算反向重载台区调节至调节目标―X%需要调节的总功率：
B=ΔQ1+ΔQ2+ ... ... +ΔQn，
其中，如果第i个台区出现反向重载，需要将变压器的负载率从Di%调整到调节目标―X%，需要调节的功率ΔQi=（Si*（―X%））―Pi，如果第i个台区没有反向重载标志，ΔQi =0；
如果A≠0 且B=0，只存在正向重载，执行步骤4.1；
如果A=0且B≠0，只存在反向重载，执行步骤4.2；
如果A≠0 且B≠0，同时存在正向重载和反向重载，执行步骤4.3。
步骤4.1正向重载调控
出现正向重载时，可认为光伏已充足发电。
计算储能***剩余总功率：P储=ΔP1储+ΔP2储+ ... ... +ΔPn储，
其中，第i个台区的储能***的剩余功率ΔPi储=Sai―Pai，
如果│P储│≥│A│，说明仅依靠储能***的剩余功率就可以完成调控，按照分配后所有储能***出力相等的原则，将A分配给在调节名单内各台区的储能***；
如果│P储│<│A│，说明仅依靠储能***的剩余功率无法完成调控，则将P储分配给各台区的储能***；未调节的功率P余=│A│―│P储│，执行步骤5，通过台区互济进行补偿。
步骤4.2反向重载调控
计算正常台区负载率调节至―X%的可调节总功率Px =ΔPx1+ΔPx2+ ... ... +ΔPxn，
其中，第i个台区负载率调节至―X%的可调节功率ΔPx i=（Si*（―X%））―Pi，如果第i个台区不是正常台区，ΔPx i=0；
如果│B│>│Px│，这种情况下，台区不能完全消纳光伏发电设备的输出，通过调节FCS参数，丢弃部分光伏发电设备的电能：所有正常台区按照该台区的ΔPx i、所有反向重载台区按照该台区的ΔQi将变压器的负载率调节至―X%；
否则，│B│≤│Px│，台区可以消纳光伏发电设备的输出，按照分配后台区负载率相等的原则，将B分配给正常台区。
步骤4.3、同时存在正、反向重载的调控
如果│A│≤│B│，说明反向重载台区多余出来的光伏发电余量可以补偿重载台区达到调节目标，此时重载台区将变压器的负载率调节至X%，反向重载台区将变压器的负载率调节至―X%，正常台区不做调节；
否则│A│>│B│，说明反向重载台区多余出来的光伏发电余量不足以补偿重载台区，需要储能***的支持，此时计算储能***剩余总功率：P储=ΔP1储+ΔP2储+ ... ... +ΔPn储，
其中，第i个台区的储能***的剩余功率ΔPi储=Sai―Pai，
如果│A│≤│B+ P储│，反向重载台区将变压器的负载率调节至―X%，将│A│―│B│按照分配后所有储能***出力相等的原则，分配给各台区的储能***；
如果│A│>│B+ P储│，强制储能***以额定功率向外放电，未调节的功率P余=│A│―│B+ P储│，执行步骤5，将P余分配给正常台区，通过台区互济进行补偿。
以上实施例是利用各台区的储能***进行调控，但还存在不能达到调控目标的情况。
台区互济是指，另一个台区从电网上取电，经过直流电网，转送到重载台区，通过设置FCS实现。
路径为：交流10kV供电网―>提供互济的变压器―>智能开关（交流380V）―>FCS―>开关―>直流母线（DC750V)―>开关―>接受互济台区的FCS―>智能开关(380V）―>开关―>接受互济台区的AC380V供电线路。
步骤5、在前述调控过程中，如果还有未调节的功率P余，将P余分配给正常台区，启动台区互济功能。
计算所有正常台区将变压器调节至X%的能够释放的总功率：
C=ΔPc1+ΔPc2+ ... ... +ΔPcn，
其中，第i个台区能够释放的功率ΔPci=（Si*X%）―Pi，如果第i个台区不是正台区，ΔPci =0；
如果│P余│<│C│，正常台区不必要将变压器的负载率调节到X%即可满足要求，按照分配后正常台区负载率相等的原则，将P余分配给正常台区；
否则，将正常台区的负载率调节至X%，最大限度输出互济功率，输出小于P余的功率C进行部分互济补偿。
通过台区互济，实现通过电网的电能进行调控。
台区及台区内的储能***参与调控的条件：
智能融合终端判断各台区状态，如果某台区处于停电状态或通信失败状态，则该台区不做调控，在调控过程中排除该台区的设备，该台区下的FCS自动由运行态变更为待机态。如果某台区的光伏发电设备通信失败或台区交采数据采集失败，该台区的储能***改为自动状态，FCS输出百分比设置为M%，不再执行调节策略。
M%默认是光伏逆变器总额定功率的50%。
储能***需要光伏发电设备进行能量补充，如果处于输出状态的储能***不能及时足量获得补充，会对储能***的电池造成损害。
本实施例中，智能融合终端获取储能***电池保护阈值Z1%和储能***电池恢复阈值Z2%；实时采集各台区储能***的剩余电量Zi%，若储能***的剩余电量Zi%低于保护阈值Z1%且处于强制放电模式，将该储能***的工作模式修改为自动模式，将该储能***从调节名单中剔除，取消调控资格，后续不参与调控。
如果存在处于自动模式的储能***，且剩余电量Zi%大于恢复阈值Z2%，将其恢复至调节名单中，恢复调控资格，后续参与调控。
以上过程实现了台区状态的调控，经过一次或多次调控，各台区进入正常状态。
本实施例实时检测运行情况变化，进行调整。
储能***的控制：
储能***的自动模式：将“运行模式控制字”修改为“定电压控制”，并根据FCS的运行电压范围，设置储能***的“设置稳压值”（稳压值需要距FCS运行电压范围的上限下限均至少10V的间隔），此时功率自适应，最大为额定功率。如FCS的运行电压范围为700V-730V，储能的稳压值应从710V-720V中选取，可选取715V。
储能***的强制放电模式：将“运行模式控制字”修改为“定功率控制”，并设置功率值，功率设置为额定输出功率。
储能***的强制充电模式：将“运行模式控制字”修改为“定功率控制”，并设置功率值，功率设置为额定输出功率的10%。
如果有处于强制放电状态的储能***，计算各台区从目前状态转换为重载状态的功率差ΔPqi=（Y%―Di%）*Si，取其最小值；如果处于强制放电状态的储能***的输出功率小于所述最小值，这种情况下，如果停止该储能***的输出，拥有最小值的台区会通过变压器从交流网络获取电能，并且变压器的负载率不会大于Y%，即不会出现重载，此时则停止该储能***的输出，将该储能***设置为自动模式。
如果不满足上述条件，储能***的输出维持不变。
台区互济的控制：
各台区的变压器负载实时变化，如果一直维持FCS的工作，也会造成损失，如线损、设备损坏等。
获取各FCS实际的输出功率值Ps1、Ps2、... ... 、Psn，判断是否存在从交流侧向直流侧供电的FCS，如果存在，计算接受各互济的台区从正常状态转换为重载状态的功率差ΔPqi=（Y%―Di%）*Si，取其最小值，如果从交流侧向直流侧供电的某FCS输出功率小于所述最小值，这种情况下，如果停止该FCS的输出，拥有最小值的台区会通过变压器从交流网络获取电能，并且变压器的负载率不会大于Y%，即不会出现重载，则停止该FCS输出，从交流向直流侧供电的FCS设置为0，其余FCS按比例调整输出。
将从交流向直流侧供电的FCS设置为0，停止该台区向其他台区提供互济；接受互济的台区， FCS的功率值按照接受比例缩小。
如果不满足上述条件，维持当前FCS的设定值不变。
光伏发电设备的检测：
当所有台区都处于正常状态时，实时获取直流侧光伏发电设备的功率Pb1、Pb2、...... 、Pbn，检测光伏发电设备的输出，当某台区光伏发电设备的输出Pbi接近0（如Pbi小于Sai*5%）且此状态持续2个周期后，将调节目标从±X%修正为0%，其目的是在满足台区负载需求的同时，避免储能***的电能反送到电网。
当光伏不发电时，要实现储能***的电能不反送电网，交流测负载优先用储能。为实现该目的，调节目标设置为0%，包括正向和反向调节目标；***要达到调节目标，不会将储能***的电能上送电网，保证本台区的使用；优先利用绿色能源，如果储能功率不够，使用电网补充。
虽然调节目标设置为0%，但不影响重载台区的判断（判断依据是Y%），也不影响实现台区互济（以负载率目标X%计算）。
如果所有台区的光伏发电设备恢复正常，输出功率值Pbi大于Sai*10%且此状态持续2个周期后，将调节目标恢复为±X%，一个周期为15分钟。
光伏发电设备的发电控制：
获取FCS设定的目标功率值PF1、PF2、... ... 、PFn和FCS实际的输出功率值Ps1、Ps2、... ... 、Psn；
步骤6、判断调节目标，如果调节目标=0%，光伏发电设备基本没有输出，执行步骤6.1，否则，执行步骤6.2；
步骤6.1、调节目标=0%，限制反向供电，以变压器负载率0%为目标，计算FCS需要调节的总功率值：
PFCS=ΔPFCS1 +ΔPFCS2+ ... ... +ΔPFCSn，其中，ΔPFCS1=（0%―Di%）*Si，为第i个FCS需要调节的功率值；
计算储能***剩余总功率：P储=ΔP储1 +ΔP储2 + ... ... +ΔP储n，
其中，第i个台区的储能***的剩余功率ΔP储i =Sai―Pai，
如果│P储│≥│PFCS│，储能***可满足台区负载需求，各FCS按照ΔPFCSi进行调节，否则，即│P储│<│PFCS│，认为储能无法满足台区负载需求，按调节后各台区负载率相同的原则，各FCS分配P储。
步骤6.2、此时光伏发电设备基本正常工作，根据本发明的调控策略，尽量使用光伏发电设备的电能输出，以下步骤实现此目的。
检查所有变压器负载率，如果全部为负值，执行步骤6.2.1，如果全部为正值，执行步骤6.2.2，如果同时存在正值和负值，执行步骤6.2.3。
步骤6.2.1、变压器负载率全部为负值，对比所有FCS设定的目标功率值和实际的输出功率值，若存在设定的目标功率值大于实际的输出功率值（大于额定功率的5%且绝对值差大于10kW），认为此时直流侧已全力向交流侧供电，FCS无需调节。
若基本相同（相差小于5%），此时直流侧可能未全力向交流侧供，根据非停电台区的数量，平均分配所有光伏发电设备的额定功率，将分配的功率与FCS容量进行对比，将FCS的输出功率值调节为两者中较小的值。
步骤6.2.2，变压器负载率全部为正值，对比所有FCS设定的目标功率值和实际的输出功率值，
若存在设定的目标功率值大于实际的输出功率值的情况，认为此时直流侧已全力向交流侧供电，此时FCS无需调节（非重载情况下电网正向供电，无需强制储能放电）。
若基本相同（相差小于5%），认为此时直流侧可能未全力向交流侧供电，计算若将台区调至―X%时各FCS调节后的值ΔPSi=（―X%―Di%）*Si，比较│PSi+ΔPSi│与FCS容量，将FCS的输出功率值调节为两者中较小的值。
步骤6.2.3、变压器负载率同时存在负值和正值，对比所有FCS设定的目标功率值和实际的输出功率值，如果存在FCS设定的目标功率值大于实际的输出功率值的情况，执行步骤6.2.3.1，如果基本相同（相差小于5%），执行步骤6.2.3.2。
步骤6.2.3.1、FCS设定的目标功率值大于实际的输出功率值，认为此时直流侧已全力向交流侧供电。以变压器负载率0%为目标，计算PFCS=ΔPFCS1 +ΔPFCS2+ ... ... +ΔPFCSn，其中，每个FCS需要调节的功率值ΔPFCS1=（0%―Di%）*Si，PFCS为正反向需求量抵消后的值，计算正向供电总功率P正及反向供电总功率P反；
如果P反>P正，正反向抵消后多余的功率PFCS保留在原反向供电台区即可，正向供电的台区按照ΔPFCS1进行调节，反向供电台区按照分配后负载率相同的逻辑分配P正；
如果P正>P反，正反向抵消后多余的功率PFCS保留在原正向供电台区即可，反向供电的台区按照ΔPFCS1进行调节，正向供电台区按照分配后负载率相同的逻辑分配P反。
步骤6.2.3.2、FCS设定的目标功率值大于实际的输出功率值基本相同，此时直流侧可能未全力向交流侧供电。计算若将台区调至―X%时各FCS调节后的值ΔPSi=（―X%―Di%）*Si，比较│PSi+ΔPSi│与FCS容量，将FCS的输出功率值调节为两者中较小的值。
本发明还提供了一种基于低压配电台区柔直互联的调控装置，实现上述基于低压配电台区柔直互联的调控方法。
所述装置为台区智能融合终端，台区智能融合终端包括通信模块、参数存储模块、重载调控模块、设备判断模块、储能***控制模块及光伏发电设备调控模块。
通信模块完成与各台区设备的通信功能。
参数存储模块存储调控过程中读取的参数，参数包括：
变压器的容量S1、S2、... ... 、Sn，作为参数设定，
调节目标±X%，作为参数设定，默认值为±70%，
变压器负载率重载阈值±Y%，默认值为±80%，
变压器的实时功率P1、P2、... ... 、Pn，即台区交采数据，
变压器的负载率D1%、D2%、... ... 、Dn%，
FCS当前设定的目标功率值PF1、PF2、... ... 、PFn，
FCS实际的输出功率值PS1、PS2、... ... 、PSn，
FCS在不执行调控策略时的默认设定百分比M%（默认是光伏逆变器总额定功率的50%），
FCS的容量Sfcs（定值200kW），
储能的当前输出功率Pa1、Pa2、... ... 、Pan，
储能的额定输出功率Sa1、Sa2、... ... 、San，
储能电池剩余电量Z%，
储能***电池保护阈值Z1%（保护下限，默认45%），
储能***电池恢复阈值Z2%（恢复下限，默认60%），
直流侧光伏总表的功率Pb1、Pb2、... ... 、Pbn，
直流侧光伏的额定容量Pc1、Pc2、... ... 、Pcn。
重载调控模块完成台区状态判断及重载状态调控。
设备判断模块完成台区工作状态和通信状态的判断。
储能***控制模块根据储能***的状态及剩余电量完成储能***的状态控制。
光伏发电设备调控模块根据设备发电及台区运行情况，完成FCS的参数设定。

Claims (8)

1.一种基于低压配电台区柔直互联的调控方法，基于通过开关和直流母线连接的n个台区实现，直流母线通过双向变流器FCS连接台区交流供电线路，在直流母线上开关的台区侧连接直流设备，所述直流设备包括光伏发电设备、储能***，其特征在于，所述调控方法包括：
步骤1、获取各台区的运行数据，包括：
变压器的容量S1、S2、... ... 、Sn；
调节目标±X%；
变压器负载率重载阈值±Y%；
储能***的额定输出功率Sa1、Sa2、... ... 、San；
FCS的容量Sfcs；
步骤2、实时获取各台区的运行数据，包括：
变压器的实时功率P1、P2、... ... 、Pn；
变压器的负载率D1%、D2%、... ... 、Dn%；
储能***的当前输出功率Pa1、Pa2、... ... 、Pan；
步骤3、如果某台区的变压器负载率Di%大于Y%并持续此状态超过5分钟，该台区置重载标志；变压器负载率Di%小于―Y%并持续此状态超过5分钟，该台区置反向重载标志；变压器负载率Di%恢复至―Y%~Y%之间，并持续1分钟后，置为正常台区；
其中，1≤i≤n；
如果有台区为重载标志或反向重载标志，执行步骤4；
步骤4、计算重载台区调节至调节目标X%需要调节的总功率：
A=ΔP1+ΔP2+ ... ... +ΔPn，
其中，第i个台区需要调节的功率ΔPi=（Si*X%）―Pi，如果第i个台区没有重载标志，ΔPi=0；
计算反向重载台区调节至调节目标―X%需要调节的总功率：
B=ΔQ1+ΔQ2+ ... ... +ΔQn，
其中，第i个台区需要调节的功率ΔQi=（Si*（―X%））―Pi，如果第i个台区没有反向重载标志，ΔQi =0；
如果A≠0 且B=0，执行步骤4.1；
如果A=0且B≠0，执行步骤4.2；
如果A≠0 且B≠0，执行步骤4.3；
步骤4.1、计算储能***剩余总功率：P储=ΔP1储+ΔP2储+ ... ... +ΔPn储，
其中，第i个台区的储能***的剩余功率ΔPi储=Sai―Pai，
如果│P储│≥│A│，将A分配给各台区的储能***；否则，将P储分配给各台区的储能***，未调节的功率P余=│A│―│P储│，执行步骤5；
步骤4.2、计算正常台区负载率调节至―X%的可调节总功率Px =ΔPx1+ΔPx2+ ... ...+ΔPxn，
其中，第i个台区负载率调节至―X%的可调节功率ΔPx i=（Si*（―X%））―Pi，如果第i个台区不是正常台区，ΔPx i=0；
如果│B│>│Px│，则所有正常台区及所有反向重载台区将变压器的负载率调节至―X%；
否则，按照分配后台区负载率相等的原则，将B分配给正常台区；
步骤4.3、如果│A│≤│B│，重载台区将变压器的负载率调节至X%，反向重载台区将变压器的负载率调节至―X%；
否则，计算储能***剩余总功率：P储=ΔP1储+ΔP2储+ ... ... +ΔPn储，
其中，第i个台区的储能***的剩余功率ΔPi储=Sai―Pai，
如果│A│≤│B+ P储│，反向重载台区将变压器的负载率调节至―X%，将│A│―│B│分配给各台区的储能***；
如果│A│>│B+ P储│，强制储能***以额定功率向外放电，未调节的功率P余=│A│―│B+ P储│，执行步骤5；
步骤5、将P余分配给正常台区，包括：
计算所有正常台区将变压器调节至X%的能够释放的总功率：
C=ΔPc1+ΔPc2+ ... ... +ΔPcn，
其中，第i个台区能够释放的功率ΔPci=（Si*X%）―Pi，如果第i个台区不是正常台区，ΔPci =0；
如果│P余│<│C│，按照分配后正常台区负载率相等的原则，将P余分配给正常台区；否则，将正常台区的负载率调节至X%。
2.根据权利要求1所述的基于低压配电台区柔直互联的调控方法，其特征在于，
如果某台区处于停电状态或通信失败状态，或光伏发电设备通信失败，则在调控过程中排除该台区的设备。
3.根据权利要求1所述的基于低压配电台区柔直互联的调控方法，其特征在于，
获取储能***电池保护阈值Z1%和储能***电池恢复阈值Z2%；
实时采集储能***的剩余电量Zi%，若储能***的剩余电量Zi%低于保护阈值Z1%且处于强制放电模式，将该储能***的工作模式修改为自动模式，取消调控资格，不参与调控；
如果存在处于自动模式的储能***，且剩余电量Zi%大于恢复阈值Z2%，恢复调控资格，参与调控。
4.根据权利要求1所述的基于低压配电台区柔直互联的调控方法，其特征在于，
所述调控方法还包括：
如果有处于强制放电状态的储能***，计算各台区从目前状态转换为重载状态的功率差ΔPqi=（Y%―Di%）*Si，取其最小值，如果处于强制放电状态的储能***的输出功率小于所述最小值，则停止该储能***的输出，将该储能***设置为自动模式。
5.根据权利要求1或4所述的基于低压配电台区柔直互联的调控方法，其特征在于，
所述调控方法还包括：
获取各FCS实际的输出功率值Ps1、Ps2、... ... 、Psn，判断是否存在从交流侧向直流侧供电的FCS，如果存在，计算接受台区互济的台区从正常状态转换为重载状态的功率差ΔPqi=（Y%―Di%）*Si，取其最小值，如果从交流侧向直流侧供电的FCS输出功率小于所述最小值，则停止该FCS输出。
6.根据权利要求1所述的基于低压配电台区柔直互联的调控方法，其特征在于，
所述调控方法还包括：
实时获取直流侧光伏发电设备的功率Pb1、Pb2、... ... 、Pbn；
如果某台区光伏发电设备输出功率值Pbi小于Sai*5%且此状态持续2个周期后，将调节目标从±X%修正为0%；
如果所有台区的光伏发电设备输出功率值Pbi大于Sai*10%且此状态持续2个周期后，将调节目标恢复为±X%；
所述周期为15分钟。
7.根据权利要求6所述的基于低压配电台区柔直互联的调控方法，其特征在于，
获取FCS设定的目标功率值PF1、PF2、... ... 、PFn和FCS实际的输出功率值Ps1、Ps2、...... 、Psn；
所述调控方法还包括：
步骤6、判断调节目标，如果调节目标=0%，执行步骤6.1，否则，执行步骤6.2；
步骤6.1、以变压器负载率0%为目标，计算FCS需要调节的总功率值：
PFCS=ΔPFCS1 +ΔPFCS2+ ... ... +ΔPFCSn，其中，ΔPFCS1=（0%―Di%）*Si，为第i个FCS需要调节的功率值；
计算储能***剩余总功率：P储=ΔP储1 +ΔP储2 + ... ... +ΔP储n，
其中，第i个台区的储能***的剩余功率ΔP储i =Sai―Pai，
如果│P储│≥│PFCS│，各FCS按照ΔPFCSi进行调节，否则，按调节后各台区负载率相同的原则，各FCS分配P储；
步骤6.2、检查所有变压器负载率，
如果全部为负值，执行步骤6.2.1，
如果全部为正值，执行步骤6.2.2，
如果同时存在正值和负值，执行步骤6.2.3，
步骤6.2.1、对比所有FCS设定的目标功率值和实际的输出功率值，若两者相差小于5%，平均分配所有光伏的额定功率，将分配的功率与FCS容量进行对比，将FCS的输出功率值调节为两者中较小的值；
步骤6.2.2，对比所有FCS设定的目标功率值和实际的输出功率值，若两者相差小于5%，计算若将台区调至―X%时各FCS的调节值ΔPSi=（―X%―Di%）*Si，比较│PSi+ΔPSi│与FCS容量，将FCS的输出功率值调节为两者中较小的值；
步骤6.2.3，对比所有FCS设定的目标功率值和实际的输出功率值，如果存在FCS设定的目标功率值大于实际的输出功率值的情况，执行步骤6.2.3.1，如果两者相差小于5%，执行步骤6.2.3.2；
步骤6.2.3.1、以变压器负载率0%为目标，计算PFCS=ΔPFCS1 +ΔPFCS2+ ... ... +ΔPFCSn，其中，ΔPFCS1=（0%―Di%）*Si；计算正向供电总功率P正及反向供电总功率P反；
如果P反>P正，正向供电的台区按照ΔPFCS1进行调节，反向供电台区按照分配后负载率相同的逻辑分配P正；
如果P正>P反，反向供电的台区按照ΔPFCS1进行调节，正向供电台区按照分配后负载率相同的逻辑分配P反；
步骤6.2.3.2、计算若将台区调至―X%时各FCS调节后的值ΔPSi=（―X%―Di%）*Si，比较│PSi+ΔPSi│与FCS容量，将FCS的输出功率值调节为两者中较小的值。
8.一种基于低压配电台区柔直互联的调控装置，其特征在于，所述装置为台区智能融合终端，包括通信模块、参数存储模块、重载调控模块、设备判断模块、储能***控制模块及光伏发电设备调控模块，实现权利要求1-7 任一所述的基于低压配电台区柔直互联的调控方法。
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