[发明专利]一种多端口低压配电网无缝合环转电装置及其方法

权利要求书

1.一种多端口低压配电网无缝合环转电装置，包括变压器、串联耦合变压器、串联耦合变压器原边旁路开关、串联耦合变压器副边旁路开关、变流器、合环开关、直流侧稳压电容和储能电源；

所述合环开关设置在各个馈线间；所述变流器连接串联耦合变压器以串联方式接入馈线，其中，潮流裕度最大馈线连接的变流器用于稳定直流母线电压，剩余变流器用于提供合环和转电的串联电压补偿；各所述变流器的直流侧并联连接在所述直流侧稳压电容两端；所述储能电源用于在系统变流器稳压能力不足时稳定直流侧电压；所述串联耦合变压器原边旁路开关设置在所述串联耦合变压器与所述变流器之间；所述串联耦合变压器副边旁路开关设置在与所述串流耦合变压器相连的馈线上；所述串联耦合变压器边旁路开关和所述串联耦合变压器副边旁路开关共同用于所述变流器的接入与切除；

其中，所述变流器的串联电压在合环时使合环开关两侧的电压相等；在转电时使合环点两侧的电压等于检修线路变压器出线端电压。

2.基于权利要求1所述的多端口低压配电网无缝合环转电装置的合环方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)读入电网的实时潮流数据，并设置电压差阈值；

(2)基于实时潮流数据，筛选最优合环方式；

(3)调整合环点两侧三相电压相序一致后，实时检测合环点两侧电压差是否小于等于电压差阈值；若是，则直接合环；否则，转至步骤(4)；

(4)判断潮流裕度最大的线路是否可以支撑直流侧稳压电容电压，若可以支撑，则转至步骤(5)，否则接入储能电源支撑直流侧稳压电容电压，转至步骤(5)；

(5)通过当前合环点两侧的电压差计算多个变流器的参考电压值；

(6)基于参考电压值，多个变流器通过变流对检修线路进行电压补偿；转至步骤(3)。

3.根据权利要求2所述的合环方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括以下步骤：

(2.1)基于实时潮流数据、网络拓扑分析和状态估计，计算合环开关两侧的电压差，构建电网节点导纳矩阵；

(2.2)根据电网节点导纳矩阵，修改节点电压矩阵方程的电流注入量，计算合环后稳态潮流数据；

(2.3)基于合环后稳态潮流数据，实时在线综合评估；

(2.4)根据综合评估结果，对合环路径进行检索校验，选择最优的合环拓扑和合环方式。

4.根据权利要求3所述的合环方法，其特征在于，所述在线综合评估包括安全稳定性评估、电能质量评估与经济性评估。

5.根据权利要求3或4所述的合环方法，其特征在于，综合评估结果为基于在线综合评估建立的安全稳定性指标、电能质量指标和网络损耗指标；其中，安全稳定性指标包括合环冲击电流校验、支路热稳定校验、静态安全分析校验和短路电流水平校验。

6.根据权利要求2至4任一所述的合环方法，其特征在于，所述合环点两侧电压差小于等于电压差阈值的形式为：

其中，V_i和V_j为合环点两侧的电压；ΔU为合环开关两侧电压差阈值的幅值表示；Δθ为合环开关两侧电压差阈值的相位表示。

7.基于权利要求1所述的多端口低压配电网无缝合环转电装置的转电方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)读入实时潮流数据，并设置最大冲击电流值；

(2)基于实时潮流数据，计算送端变流器的参考电压值及参考电压值的变化步长；

(3)根据当前参考电压值，通过送端变流器变流，改变串联点补偿电压，使合环点两侧的电压逐渐等于检修线路变压器出线端电压；

(4)判断合环电流与检修线路电流的差值是否小于最大冲击的电流阈值，且检修线路端的变压器出线端电流是否小于可切除的电流阈值，若是，则切除检修线路端变压器；否则，根据变化步长，更新当前参考电压值，转至步骤(3)。

8.根据权利要求7所述的转电方法，其特征在于，所述检修线路端的变压器出线端电流满足可切除的电流阈值的条件为：

其中，ΔI为切除变压器的出线端电流阈值；Δβ为切除变压器的出线端电流角度阈值；I_r1为转电前检修线路端的变压器出线端电流。