[发明专利]一种配电网合环控制装置输出无功合环控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种配电网合环控制装置输出无功合环控制方法及系统，包含副边串联在配电网第一台区和第二台区之间的串联变压器，串联变压器原边接逆变器交流输出，所述串联变压器副边和原边隔离；所述配电网合环控制装置输出无功控制合环的方法为：以第一台区电压进行锁相，令逆变器控制串联变压器副边电流在第一台区锁相得到的相位角下进行dq变换，dq变换后令串联变压器副边电流与两台区电压差的dq值垂直，从而使逆变器输出以无功为主，降低了器整流侧输入的有功需求，达到降低设备成本、减小设备体积的目的，该过程以第一台区电网电压为参考进行锁相，电压稳定，锁相精度高，可以提高控制的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种配电网合环控制装置输出无功合环控制方法及系统，属于配电网电力设备技术领域。

背景技术

由于考虑短路电流等因素，国内配电网一般采用闭环结线、开环运行的供电方式。在这种供电方式下每一个负荷都是由单一的母线供电，不同母线所带的负荷区域用联络开关隔离，形成供电负荷岛，正常情况下联络开关开断运行。当配电网检修或系统故障时，可通过合环操作实现负荷转移，避免用户停电，提高供电可靠性。由于合环后的电网运行状况对调度员是不透明的，进行合环操作可能会在系统中引起较大的合环潮流，造成一些设备过载，威胁设备的安全运行。同时也可能会引起继电保护动作导致合环操作失败或用户停电。如果保护拒动可能会造成设备损坏或上一级保护动作使停电范围扩大。

传统方式采用背靠背模式的交直交变化方法可以实现两台区之间的互联，但这种设备传输容量与设备容量之比为1:1，设备容量大，造价高，占地面积大，同时供电损耗也大。

采用基于UPFC拓扑的合环控制装置可以实现以较小的设备容量控制较大的功率，但是合环时如何控制合环设备的输出，使变流器的输出电流按照一定规律变化，以达到降低设备成本，减小投资的目的。但目前提出的在配电网中的UPFC设备，大多在线路或环网中使用，且将UPFC安装在某一台区电源馈线出口处，则一方面UPFC不能退出运行，否则该环网所有负荷只有一个电源供电，另一方面UPFC也承担了该电源所有的输出电流，容量要求高，体积大，成本高。

在一般变流器设计中以变流器输出连接的电网进行锁相得到dq旋转坐标系，令IdRef＝0，从而达到设备输出仅无功的方式，但这样的方法存在的问题在于，变流器输出接在串联变压器上，随着串联变压器上的电压逐渐减小，其纹波比例越来越大，采样精度逐渐降低，锁相难度也越来越高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种配电网合环控制装置输出无功合环控制方法及系统，降低设备容量需求，提高设备容量利用率，达到减小体积、降低成本、减小占地面积的目的；提高控制的可靠性，避免在合环过程中因为电压差逐渐减小导致控制精度、稳定性变差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种配电网合环控制装置输出无功合环控制方法，所述配电网合环控制装置包括：副边串联在配电网第一台区和配电网第二台区之间的串联变压器，串联变压器原边接逆变器交流输出，由逆变器控制串联变压器电流，所述串联变压器副边和原边隔离；所述串联变压器串联入的配电网回路中还包含串联断路器，

输出无功控制合环的步骤包括：

将配电网合环控制装置接入电网，使串联变压器所在的配电网回路上所有断路器闭合；

对配电网第一台区电压进行锁相，得到配电网第一台区相位角wt；

在配电网第一台区的相位角wt下对配电网第一台区电压和配电网第二台区电压之差ΔUabc进行dq变换，得到电压差的d轴分量ΔUd和q轴分量ΔUq；

计算ΔUabc的幅值和ΔUabc的长度物理量ΔULen，并与预设的电压差控制目标做差，然后取反，经过PI控制器处理得到总参考输出电流Isum；