[发明专利]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

摘要

本发明公开了一种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。在配电网中配置功率交换节点，功率交换节点将两条及以上的中压配电线路联接起来，并通过功率交换节点中的AC/DC变流器实现对所连接的中压配电线路的有功和无功潮流进行主动的控制；所述功率交换节点包括两个或以上中压配电线路进线开关，两个或以上和进线开关相对应的配电降压变压器，两个或以上和配电降压变压器相对应的AC/DC变流器，一条直流母线，一个节点状态监控系统。本发明所提出的功率交换节点能够连续平滑控制各条连接线路的有功潮流和无功潮流，避免开关的频繁开断，增加设备利用率，延长设备使用寿命，提高供电可靠性。

主权项

一种基于功率交换节点的中压配电网主动潮流控制方法，其特征在于：在配电网中配置功率交换节点，功率交换节点将两条及以上的中压配电线路联接起来，并通过功率交换节点中的AC/DC变流器实现对所连接的中压配电线路的有功和无功潮流进行主动的控制；所述功率交换节点包括两个或以上中压配电线路进线开关，两个或以上和进线开关相对应的配电降压变压器，两个或以上和配电降压变压器相对应的AC/DC变流器，一条直流母线，一个节点状态监控系统；所述中压配电线路，是来自同一个上级变电站的同一条或不同中压母线，或是来自不同上级变电站的中压母线；所述的中压配电线路的进线电压允许存在因上级变电站主变压器接线组别引起的30°以上的大相位差，或因配电线路上的有功功率差异而引起的小相位差；所述的中压配电线路进线开关的进线侧和对应的中压配电线路连接；所述的中压配电线路进线开关的出线侧和对应的降压变压器的高压侧连接；所述的配电降压变压器的低压侧和对应的AC/DC变流器的交流侧连接；所述的配电降压变压器的低压侧连接低压交流负载，或没有低压交流负载；所有所述的AC/DC变流器的直流侧和同一条直流母线连接；所述的直流母线连接直流负载或直流电源，或没有任何直流负载或直流电源；所述节点状态监控系统实时监控所述功率交换节点内各线路的潮流情况，与配网调度中心双向通信，通过发送节点状态信息、获得调度指令来控制所述功率交换节点的运行；所述的AC/DC变流器包括电力电子开关器件组成的主电路和相应的控制保护电路，所述主电路的拓扑为三相两电平变流器、二极管箝位型多电平变流器、飞跨电容型多电平变流器或MMC型换流器；所述主电路的拓扑为一个三相变流器或多个三相变流器并接组成；所述主电路采用全控电力电子器件，和/或半控电力电子开关器件；所述的每个AC/DC变流器均有其对应的控制器，总的控制策略是：其中一个AC/DC变流器控制其相应线路的无功功率和直流母线电压，称为(Q, Udc)变流器；其余AC/DC变流器根据调度指令控制其相应线路的有功潮流和无功潮流，称为(P,Q)变流器；所述的AC/DC变流器工作在STATCOM模式，根据配电网调度指令向配电线路输送或吸收无功功率，解决因线路轻载或重载引起的配电网电压过高或过低的问题；所述直流母线可并接一个及以上直流负载，包括但不限于电动汽车快速充电机；可并接1个及以上直流电源，包括但不限于储能蓄电池、光伏发电装置；所述直流电源提供的电能通过公共的直流母线直接供给所述直流负载消耗，或通过所述AC/DC变流器转换后送入交流配电线路；所述的节点状态监控系统：1）实现对功率交换节点内的AC/DC变流器、降压变压器、进线断路器的状态进行实时监测；对功率交换节点内部的负荷、电源出力进行实时采集；2）与配网调度中心的EMS或SCADA系统进行信息交互；3）根据配网调度中心下发的潮流指令和检测到的功率交换节点内部的负荷、电源出力经过计算后，发送相应的调节指令给每个AC/DC变流器的控制器。