[发明专利]对区域电网中的故障区域进行供电的控制装置和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电网可靠性确保及微电网控制领域，尤其涉及一种对区域电网中的故障区域进行供电的控制装置和控制方法，能够提高配电网可靠性并保证对故障区域内的负荷的稳定供电。

背景技术

当前，分布式发电技术在全球的发展很快。在大电网供电的基础上，在配电系统靠近用户侧引入容量不大(一般小于50MW)的分布式电源(DG)供电，可以综合利用现有资源和设备，向用户提供可靠和优质的电能。然而，分布式发电本身存在诸多问题。例如，由于分布式电源多数依靠可再生能源发电，因此功率输出具有随机性和波动性等问题，对大电网的电压稳定性和电能质量带来一定的冲击。微电网作为分布式能源并网发电规模化应用的电网，通过有效的协调控制，使基于分布式能源并网所产生的负面问题都能在微网内得到解决，减少了分布式电源并网对大电网产生的各种扰动。

分布式发电一般靠近负荷用户，通过将电能和热能的利用相结合来提高能量的利用率。同时，由于发电的位置离负荷距离较近，因此可以提高电能质量和供电的可靠性。当前针对分布式电源及相关设备(储能、热电联产装置等)主要以微电网形式来管理。微电网是以分布式发电技术为基础，以靠近分散型资源或用户的小型电站为主，结合终端用户电能质量管理和能源梯级利用技术形成的小型模块化、分散式的供能网络。微电网是智能电网的重要组成部分，能实现内部电源和负荷的一体化运行，并通过和主电网的协调控制，可平滑接入大电网或独立自治运行，充分满足用户对电能质量、供电可靠性和安全性的要求。除负荷外，微电网内部还包含了风力发电、光伏发电、储能单元、微型汽轮机等分布式电源、以及对于分布式电源及其逆变器的能量管理系统，以实现分布式电源的发电控制、潮流控制、以及保护控制等。目前对于微电网研究主要以接入负荷末端的微电网为主。连接在负荷末端虽然在提高用户的供电可靠性方面发挥了重要的作用，但是此种连接方式在满足故障条件下的负荷转供等方面未能充分发挥微电网灵活可控的特性，无法实现故障条件下互为备用线路的互联互带。因此，需要进一步拓展微电网与大电网相互作用的应用范围，使其在满足故障条件下的负荷转供等方面发挥更好的作用。

此外，由于中国电力系统的配电网是环网设计、开环运行的，在配电网规划设计阶段，为了保证供电可靠性，配网接线首先应该符合“N-1”可靠性准则。当配电网故障发生后，配网管理系统(DMS)根据FTU(馈线终端)监测到故障信号、开关的电流和电压数据以及保护信息等实时运行数据，结合配网网络拓扑结构以及收集到的故障数据基于一定的故障定位算法可以快速识别故障点。DMS根据故障点位置进行故障隔离，将故障隔离在最小的区域内，然后对由于故障停电的非故障区域通过重合馈线出口断路器来实现供电恢复，而对于故障区域则通过一定的故障重构算法将故障线路下的负荷快速转移至通过联络开关连接的其他备用线路。然而实际工程建设中，考虑到投资过大、预算不足等原因，加上由于经济增长过快导致负荷增加的不确定性，故障发生后，如果用户没有自备电源或者其他备用电源的话，备用线路的容量并不能满足故障区域负荷的供电恢复，降低了供电可靠性。因此，备用容量不足成为影响配电网可靠性的重要因素之一。

发明内容

为了解决上述现有技术的缺陷提出了本发明。因此，本发明的目的是提出一种对区域电网中的故障区域进行供电的控制装置和控制方法，能够提高配电网可靠性并保证对故障区域负荷的稳定供电。

为了实现上述目的，根据本发明，提出了一种用于对区域电网中的故障区域进行供电的控制装置，包括：故障检测单元，用于检测区域电网中发生故障的故障区域；获取单元，获取在发生故障时的故障区域内的负载容量、作为该区域电网的备用线路的备用电网的容量裕度、以及微电网的可输出功率；以及控制单元，根据所获取的故障区域内的负载容量、备用电网的容量裕度和微电网的可输出功率，进行控制，以利用微电网和备用电网中的至少一个来对区域电网中的故障区域进行供电。

优选地，当微电网的可输出功率大于故障区域内的负载容量时，控制单元进行控制，以利用微电网中的电源对故障区域进行供电。

优选地，当微电网的可输出功率小于故障区域内的负载容量，而备用线路的容量裕度大于故障区域内的负载容量时，控制单元进行控制，以利用备用电网的容量裕度对故障区域进行供电。

优选地，当微电网的可输出功率和备用线路的容量裕度均小于故障区域内的负载容量，而备用线路的容量裕度与微电网的可输出功率之和大于故障区域内的负载容量时，控制单元进行控制，以利用微电网中的电源和备用电网的容量裕度共同对故障区域进行供电。