一种基于多台区柔性互联的协同调度方法

1.本发明涉及智能配电网领域，尤其涉及一种基于多台区柔性互联的协同调度方法。


背景技术：

2.低压台区中大多采用单变压器、单线路供电的形式，可靠性较低，且各台区间彼此供电独立，台区之间不能分享彼此的剩余容量，随着分布式新能源和电动汽车充电负荷的大量接入使得相邻台区负载率不均衡的情况愈发凸显，配电变压器容量资源得不到充分利用。


技术实现要素：

3.发明目的：本发明的目的是提供一种基于多台区柔性互联的协同调度方法。
4.技术方案：本发明通过柔性直流技术将多个台区进行互联，利用协同控制方法实现对配电台区的动态增容和优化运行，正常运行状态下，通过控制台区内的储能以及变流器功率实现台区间源荷协同运行；当某台变流器交流侧或台区低压侧发生故障时，将该台区变流器停机并断开其交流侧开关实现故障隔离；当两台及以上变流器交流侧或直流侧发生故障时，执行合环系统退出程序，跳开各台区变流器交流侧开关；当互联系统中某一个配电台区交流高压侧发生故障导致台区交流失电时，由合环系统通过故障台区变流器向交流侧提供供电支援。
5.进一步地，所述正常状态下实现台区间源荷协同运行的方法包括如下步骤：
6.(1)对于台区光伏发电量和负荷用电量进行周期性滚动预测；
7.(2)根据预测的某一个周期光伏发电和负荷用电，安排储能充放电；
8.(3)实时监测互联系统各台区负载率，出现某台区轻载或重载情况时，启动负载均衡控制；
9.(4)将多台区负载率取平均，计算负载率均衡目标值；
10.(5)根据负载率均衡目标值，计算出各台区变流器有功功率，进而对各台区变流器进行调控。
11.进一步地，所述步骤(2)中若互联系统总光伏发电大于总负荷用电，且超过限值，安排储能充电，各台区储能按soc均衡原则进行充电功率分配。
12.进一步地，所述步骤(2)中若互联系统总光伏发电小于总负荷用电，且超过限值，安排储能放电，各台区储能按soc均衡原则进行放电功率分配。
13.进一步地，若两台区合环中的某一台发生故障，则退出故障台区侧变流器，正常侧台区变流器以单机模式运行，若n(n＞2)台区合环中的某一台发生故障，则剩余n-1台重新组网运行。
14.进一步地，所述高压侧发生故障供电支援的步骤包括如下步骤：
15.(1)当接收到失电支援指令，检测到配变低压侧失电后，断开配变低压侧开关；
16.(2)控制变流器切至vf控制模式，各台区按可用容量比例对失电台区进行功率转供；
17.(3)先利用原母联开关给停电台区供电，然后控制同期装置，闭合母联开关并停止变流器输出；
18.(4)交流系统故障消失后，且接收到上级指令，重启停机变流器与交流系统并网，并在vf控制模式运行，然后跳开母联开关；
19.(5)检测故障消失后的台区配变低压侧电压，然后控制同期装置，闭合配变低压侧开关，当失电支援指令无效时，断开母联开关，闭合配变低压侧开关并停止变流器输出。
20.进一步地，所述步骤(3)中同期装置是母联开关两侧同期装置。
21.进一步地，所述步骤(5)中同期装置是配变低压侧开关两侧同期装置。
22.有益效果：本发明与现有技术相比，具有如下显著优点：通过储能充放电、换流器模式和功率调整、光伏出力调整等，实现多台区源荷优化运行和台区间的互联互济；提高运行可靠性，提升配电网对大规模新能源、电动汽车负荷的接入能力和应急支撑能力。
附图说明
23.图1为多台区柔性互联系统的示意图；
24.图2为正常运行状态下的多台区协同运行流程图；
25.图3为高压侧故障的供电支援流程图。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
27.如图1所示，本发明是利于柔性直流技术将多个台区进行互联，利用协同控制方法实现对配电台区的动态增容和优化运行，提升配电网对新能源、电动汽车负荷的接入能力和应急支撑能力。
28.如图2所示，正常运行状态下，将柔性互联各台区交流侧光伏、储能、负荷看成一个整体进行协调控制，不仅对台区内的储能进行控制以补偿源、荷总缺额功率，同时通过控制变流器功率在台区间实现源荷平衡，实现分布式新能源出力的最大消纳，其控制方法包括如下步骤：
29.(1)对于台区光伏发电量和负荷用电量进行周期性滚动预测，周期可调；
30.(2)根据未来一个周期光伏发电和负荷用电，安排储能充放电，若互联系统总光伏发电大于总负荷用电，且超过一定限值，储能进行充电，各台区储能按soc均衡策略进行充电功率分配，若总光伏发电小于总负荷用电，且超过一定限值，储能进行放电，各台区储能按soc均衡进行放电功率分配；
31.(3)实时监测互联系统各台区负载率，出现某台区轻载或重载情况时，启动负载均衡控制；
32.(4)将多台区负载率取平均，算出负载率均衡目标值；
33.(5)根据负载率均衡目标值，计算出各台区变流器有功功率指令，对各台区变流器进行调控。
34.当某台变流器交流侧或台区低压侧系统发生故障时，将该台区变流器停机并断开
其交流侧开关实现故障隔离，防止单个台区变流器交流系统故障后影响非故障台区的正常运行，若为两台区合环，则退出故障台区侧变流器，正常侧台区变流器运行在单机模式。若三台及以上台区合环，剩余机重新组网n-1运行。
35.当两台及以上变流器交流侧发生故障，或发生直流侧故障时，判定为系统严重故障，执行合环系统退出程序，跳开各台区变流器交流侧开关，防止因严重故障造成安全隐患。
36.如图3所示，当互联系统中某一个配电台区交流高压系统侧发生故障导致台区交流失电后，由合环系统通过故障台区变流器向交流侧提供供电支援，其控制方法包括如下步骤：
37.(1)当接收到失电支援指令时，检测到配变压侧失电后，断开配变低压侧开关；
38.(2)控制变流器切至vf控制模式，各台区按可用容量比例对失电台区进行功率转供；
39.(3)如需利用原母联开关给停电台区供电，则控制变流器的交流输出频率在合理范围，然后控制同期装置(母联开关两侧同期)闭合母联开关并停止变流器输出；
40.(4)如交流系统故障消失后，且接收到上级指令后，重启停机变流器与交流系统并网，并运行在vf控制模式，然后跳开母联开关；
41.(5)检测故障消失后的台区配变低压侧电压，调节该侧变流器交流输出频率在合理范围，然后控制同期装置(配变低压侧开关两侧同期)闭合配变低压侧开关，当失电支援指令无效时，断开母联开关，闭合配变低压侧开关并停止变流器输出。


技术特征：
1.一种基于多台区柔性互联的协同调度方法，其特征在于：通过柔性直流技术将多个台区进行互联，利用协同控制方法实现对配电台区的动态增容和优化运行，正常运行状态下，通过控制台区内的储能以及变流器功率实现台区间源荷协同运行；当某台变流器交流侧或台区低压侧发生故障时，将该台区变流器停机并断开其交流侧开关实现故障隔离；当两台及以上变流器交流侧或直流侧发生故障时，执行合环系统退出程序，跳开各台区变流器交流侧开关；当互联系统中某一个配电台区交流高压侧发生故障导致台区交流失电时，由合环系统通过故障台区变流器向交流侧提供供电支援。2.根据权利要求1所述的基于多台区柔性互联的协同调度方法，其特征在于：所述正常状态下实现台区间源荷协同运行的方法包括如下步骤：(1)对于台区光伏发电量和负荷用电量进行周期性滚动预测；(2)根据预测的某一个周期光伏发电和负荷用电，安排储能充放电；(3)实时监测互联系统各台区负载率，出现某台区轻载或重载情况时，启动负载均衡控制；(4)将多台区负载率取平均，计算负载率均衡目标值；(5)根据负载率均衡目标值，计算出各台区变流器有功功率，进而对各台区变流器进行调控。3.根据权利要求2所述的基于多台区柔性互联的协同调度方法，其特征在于：所述步骤(2)中若互联系统总光伏发电大于总负荷用电，且超过限值，安排储能充电，各台区储能按soc均衡原则进行充电功率分配。4.根据权利要求2所述的基于多台区柔性互联的协同调度方法，其特征在于：所述步骤(2)中若互联系统总光伏发电小于总负荷用电，且超过限值，安排储能放电，各台区储能按soc均衡原则进行放电功率分配。5.根据权利要求1所述的基于多台区柔性互联的协同调度方法，其特征在于：若两台区合环中的某一台发生故障，则退出故障台区侧变流器，正常侧台区变流器以单机模式运行，若n(n＞2)台区合环中的某一台发生故障，则剩余n-1台重新组网运行。6.根据权利要求1所述的基于多台区柔性互联的协同调度方法，其特征在于：所述高压侧发生故障供电支援的步骤包括如下步骤：(1)当接收到失电支援指令，检测到配变低压侧失电后，断开配变低压侧开关；(2)控制变流器切至vf控制模式，各台区按可用容量比例对失电台区进行功率转供；(3)先利用原母联开关给停电台区供电，然后控制同期装置，闭合母联开关并停止变流器输出；(4)交流系统故障消失后，且接收到上级指令，重启停机变流器与交流系统并网，并在vf控制模式运行，然后跳开母联开关；(5)检测故障消失后的台区配变低压侧电压，然后控制同期装置，闭合配变低压侧开关，当失电支援指令无效时，断开母联开关，闭合配变低压侧开关并停止变流器输出。7.根据权利要求6所述的基于多台区柔性互联的协同调度方法，其特征在于：所述步骤(3)中同期装置是母联开关两侧同期装置。8.根据权利要求1所述的基于多台区柔性互联的协同调度方法，其特征在于：所述步骤(5)中同期装置是配变低压侧开关两侧同期装置。

技术总结
本发明公开了一种基于多台区柔性互联的协同调度方法，通过柔性直流技术将多个台区进行互联，利用协同控制方法实现对配电台区的动态增容和优化运行，正常运行状态下，通过控制台区内的储能以及变流器功率实现台区间源荷协同运行，当某台变流器交流侧或台区低压侧发生故障时，将该台区变流器停机并断开其交流侧开关实现故障隔离；当互联系统中某一个配电台区交流高压侧发生故障导致台区交流失电时，由合环系统通过故障台区变流器向交流侧提供供电支援。本发明实现了多台区间的负载均衡、能量互济，提高了运行可靠性，提升了配电网对大规模新能源、电动汽车负荷的接入能力和应急支撑能力。撑能力。撑能力。


技术研发人员：张媛 黄素娟 王飞 李飞翔
受保护的技术使用者：南京信息职业技术学院
技术研发日：2022.06.08
技术公布日：2022/8/19