[发明专利]一种兼容馈线自动化的DFIG协调控制方法

说明书

本发明公开了一种兼容馈线自动化的DFIG协调控制方法，该方法包括以下步骤：一、采用DFIG孤岛主动同期控制方法(IAS)来支撑孤岛和预同期控制；二、DFIG通过GOOSE报文感知断路器状态来快速切换控制模式和实现远方同期；三、联络开关通过GOOSE报文感知DFIG状态行使合闸。本发明的DFIG可通过GOOSE报文实时感知配电网各开关状态信息，实现DFIG控制模式快速切换；DFIG可不需要联络开关两侧实时正弦交流电压，通过GOOSE报文实时感知远方任意联络开关两侧电压同期状态与提出的IAS控制技术协调配合，实现DFIG孤岛远方同期；联络开关可通过GOOSE报文感知DFIG控制状态行使同期合闸，实现DFIG孤岛安全并网。

技术领域

本发明涉及一种兼容馈线自动化的DFIG协调控制方法，属于有源配电网技术领域。

背景技术

现代配电网要求灵活而可靠的运行，通常采用闭环设计、开环运行的方式。本发明针对的有源配电网系统如图1所示。其中一次系统为典型“手拉手”环网结构，S1、S2分别为两侧变电站出线开关，经S1、S2引出两条馈线并通过环网柜(RMU:ring main unit)实现相互联络，联络线联络RMU3和RMU4,RMU进出线开关均为断路器，联络开关(Tie-switch)T4处于常开状态，馈线电压等级为10kV。有一台兆瓦级DFIG(双馈风机)通过RMU3接入该配电网。二次系统配置为典型智能分布式FA(馈线自动化)，其不依赖主站或子站的全局信息，通过智能终端(STU：smart terminal unit)之间对等通信交换故障信息，实现馈线故障快速定位、隔离与供电恢复。通信网为支持IEC61850的光纤星形以太网结构，变电站出线开关和各环网柜配置的STU采用GOOSE报文快速通信机制实现相互通信。

当配电网在F1处发生永久性短路故障情况下(未考虑DFIG)，FA动作逻辑为：STU1与STU2通过对等通信交换故障信息判断出故障位于断路器B12和B21之间馈线段，STU1与STU2分别控制B12和L21跳闸隔离F1故障；STU1确认B12和B21都跳开后，发出故障隔离成功GOOSE报文(FIS)；STU4收到FIS后控制T4合闸，恢复非故障馈线段供电。可见，在不考虑DFIG情况下，FA可以自动实现故障定位、隔离和恢复供电。

目前，DFIG并网时采用PQ(active and reactive power control)控制，DFIG孤岛时采用VF(constant voltage and frequency)控制。因此，DFIG主要工作于连续的并网模式或者纯孤岛模式而无需在两者之间转换，很少有DFIG具备双模式运行的能力。此外，DFIG与配电网间的电缆距离一般较远(数公里)，并且联络开关位置也是灵活配置，因此DFIG孤岛通过联络开关并网是一种远方同期并网过程，这是与传统DFIG就地同期并网的根本区别。而现有GOOSE快速通信机制的本质是重复发送变位状态报文，其无法实现对远方正弦交流量的实时传输；采样值报文(SV:sampled value)用于配电网不经济也不可靠。

当DFIG接入配电网时(图1)，若要使DFIG在断路器跳闸隔离故障后不停机运行、快速为就地部分未脱网负载供电并配合远方联络开关重新安全并网，FA和DFIG之间将存在两个问题。问题一：由FA决定的一系列开关变位信息不能及时“告知”DFIG，DFIG无法适应电网拓扑变化；DFIG无法及时调整控制模式，无法实现并网-孤岛之间的快速切换。问题二：配电网的信息通道及报文规范无法支持DFIG孤岛转并网所需的远方检同期功能。这两个问题是DFIG与FA无法兼容的主要原因，阻碍了有源配电网向智能配电网的升级。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种兼容馈线自动化的DFIG协调控制方法，以解决上述现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种兼容馈线自动化的DFIG协调控制方法，该方法包括以下步骤：一、采用DFIG孤岛主动同期控制方法(IAS)来支撑孤岛和预同期控制；二、DFIG通过GOOSE报文感知断路器状态来快速切换控制模式和实现远方同期；三、联络开关通过GOOSE报文感知DFIG状态行使合闸。