[发明专利]基于潮流控制节点的10kV主动配电网及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于潮流控制节点的10kV主动配电网及其控制方法。在10kV配电网中配置多个潮流控制节点，潮流控制节点将两条及以上的10kV配电线路联接起来，并通过潮流控制节点中的串联型AC/DC变流装置实现对所连接的10kV配电线路的潮流进行主动控制。所有串联型AC/DC变流装置的直流侧以及并联型AC/DC变流装置的直流侧连接到同一条直流母线。本发明能够连续平滑控地控制各条连接于潮流控制节点的10kV线路的潮流，可降低10kV配网乃至上一级输电网的建设成本、降低线路损耗、提高线路的利用率和供电可靠性。

技术领域

本发明涉及10kV配电网优化建设和运行领域，具体在10kV配电网中引入配网“潮流控制节点”，对10kV配电网潮流进行主动控制。

背景技术

电力系统中的10kV配电网上承输电网络下接电力用户，在电力网络中承担输送和分配电能的重要作用。随着大量的电动汽车充电站和分布式光伏电源的接入，10kV配电网的潮流的大小和方向变化加剧，经常有部分线路轻载、部分线路过载的情况，线路长期过载运行会大大增加线损率，加速线路和设备的老化而引发故障。

随着环境问题的日益突出和电池技术的提高，电动汽车的民众接受度越来越高,未来电动汽车必将沿着电池容量大、续航能力强，配套服务逐步完善的趋势发展。为了满足电动汽车的快充需求，充电机和充电站的功率会越来越大，单套直流快充设备的最大功率已经达到500kW。随着电动汽车数量的提高，未来电动汽车作为配电网的重要负荷，其充电时间的随机性、充电时的大功率负载会对10kV配电网的建设和安全运行带来很大的挑战，在极端情况下甚至会恶化10kV配网供电可靠性和安全性。

近年来，分布式光伏发电发展快速。政府出台了各种政策来积极支持光伏并网项目，并着力推进分布式光伏发电，鼓励单位、社区和家庭安装和使用光伏发电系统。然而大量分布式光伏发电并网后，由于其发电本身的特点，将对配电网的潮流、电压、保护、电能质量、规划设计以及可靠性等带来诸多不确定因素和问题。

目前解决10kV配电网上述问题的措施主要是在规划阶段准确负荷预测加强10kV配电线路建设、增加补偿装置、优化调度、以及实时网络重构等技术措施来应对负荷增长、线路损耗大、末端电压低等问题。如：专利申请201410630097.4（一种含分布式光伏并网的主动配电网规划方法）、专利申请201410662732.7（一种主动配电网优化配置结构及其配置方法）、专利申请201310755765.1（配电网主动重构策略及其预防控制方法）、专利申请201410643725.2（一种适用于主动配电网的多目标网络重构方法）等。上述技术措施存在一系列问题，如：投资大、建设周期长、不能大幅度提高配电可靠性、缺乏潮流调节的灵活性。最近的一个专利（功率交换节点及中压配电网主动潮流控制电网与控制方法CN104934972A）较好地解决了上述的问题，但也存在其所提出的“功率交换节点”中的AC/DC变流器的容量偏大，从而整个装置的体积和成本偏高的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于潮流控制节点的10kV主动配电网及其控制方法的技术方案。

所述的一种基于潮流控制节点的10kV主动配电网，其特征在于：在10kV配电网中配置多个潮流控制节点，潮流控制节点将两条及两条以上的10kV配电线路联接起来，并通过潮流控制节点中的串联型AC/DC变流装置实现对所连接的10kV配电线路的潮流进行主动的调节。

所述的基于潮流控制节点的10kV主动配电网，其特征在于所述潮流控制节点包括至少一个或一个以上10kV配电线路串联型AC/DC变流装置、一个并联型AC/DC变流装置、一条直流母线、一个变流装置公共联接点和一个节点控制保护系统。

所述的基于潮流控制节点的10kV主动配电网，其特征在于所述10kV配电线路是来自同一个上级变电站的同一条或不同10kV母线，或是来自不同上级变电站的10kV母线。