一种分布式潮流控制器低电流工况下的控制方法及系统与流程

1.本发明属于分布式潮流控制领域，具体地说一种分布式潮流控制器低电流工况下的控制方法及系统。


背景技术：

2.随着高压直流输电、新能源发电在电网接入规模不断扩大，大容量电源分层接入电网后的潮流控制与新能源灵活消纳问题日益突出，电网运行过程中潮流波动大、分布不均衡现象严重，造成重要及关键供电断面限额偏低，成为电网供电能力制约的瓶颈，同时也造成电网资产运行效率低下。
3.目前解决供电瓶颈及断面超限问题的主要方式有加强电网建设，部分区域探索了统一潮流控制器等应对措施来解决这些问题，均存在建设周期长、投资大、占地大等问题，综合评价无法兼顾电网运行与投资效益问题，因此有必要研究提升交流系统潮流输送能力的新型技术手段，提高电网运行效率与安全稳定性。
4.分布式潮流控制器（distributed power flow controller，dpfc）是一类新型柔性潮流控制装置，可应用于输电网，可分布式地安装于变电站内，具有系统运行优化、均衡优化潮流分布、限制潮流断面过载、抑制功率振荡和次同步谐振的功能。在输配电网应用dpfc将有效的提升局部电网潮流输送能力，提高电网运行效率与安全稳定性。
5.受分布式影响，dpfc单元通常采用无外供电的自取能方式，在dpfc启动阶段，利用主回路ct二次供能，待dpfc进入稳定运行阶段，由主回路ct二次供能+子模块电容电压取能的双供能回路供能。为保证dpfc自取能的可靠性，需要针对低电流工况设计合适的控制策略。
6.目前国内外学者还未对分布式潮流控制器低电流工况下的控制策略方面有过研究。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种分布式潮流控制器低电流工况下的控制方法及系统，以防止dpfc在低电流工况下失去控制从而影响dpfc一次设备安全以及交流线路的可靠供电，确保dpfc在电流恢复正常值之后可靠启动或重启动。
8.为此，本发明采用如下的技术方案：一种分布式潮流控制器低电流工况下的控制方法，其包括：1)启动阶段出现低电流的控制dpfc处于启动阶段时，换流阀还未解锁，判断流过dpfc的电流有效值大于最低限值1分钟以上时，认为电流已稳定于最低限值之上，满足可靠取能的条件，允许换流阀解锁，操作换流阀解锁运行；2)稳态运行后出现低电流的控制
dpfc稳态运行时，若dpfc输出电压小于其额定值，并且流过dpfc的电流有效值低于最低限值，首先调节dpfc使其呈现出电容性阻抗的状态，然后通过调节dpfc的输出电压使线路电流始终大于最低限值+
△
i，
△
i的单位为a。
9.进一步地，所述
△
i的取值范围为20-100a。
10.进一步地，稳态运行后出现低电流的控制中，若dpfc输出电容性阻抗，且输出电压等于其额定值的情况下，线路电流仍为最低限值，触发dpfc的低电流保护动作，换流阀闭锁，旁路dpfc。
11.更进一步地，稳态运行后出现低电流的控制中，旁路dpfc后，当线路电流恢复至最低限值+
△
i以上持续t秒时，dpfc的控制保护系统认为dpfc的子模块能正常取能，重新投入dpfc解锁运行，所述t的取值由恢复稳态后的线路电流值决定，线路电流值越大，t越短。
12.再进一步地，t的取值范围为1s至5min。
13.进一步地，所述的启动阶段出现低电流的控制中，如果出现电流低于最低限值，那么从下次电流高于最低限值之后重新开始计时1分钟以上，若电流始终稳定于最低限值之上，允许换流阀解锁。
14.本发明采用的另一种技术方案为：一种分布式潮流控制器低电流工况下的控制系统，其包括：1)启动阶段出现低电流的控制模块dpfc处于启动阶段时，换流阀还未解锁，判断流过dpfc的电流有效值大于最低限值1分钟以上时，认为电流已稳定于最低限值之上，满足可靠取能的条件，允许换流阀解锁，操作换流阀解锁运行；此阶段如果出现电流低于最低限值，那么从下次电流高于最低限值之后重新开始计时1分钟以上，若电流始终稳定于最低限值之上，允许换流阀解锁；2)稳态运行后出现低电流的控制模块dpfc稳态运行时，若dpfc输出电压小于其额定值，并且流过dpfc的电流有效值低于最低限值，首先调节dpfc使其呈现出电容性阻抗的状态，然后通过调节dpfc的输出电压使线路电流始终大于最低限值+
△
i，
△
i的单位为a。
15.本发明具有的有益效果如下：本发明可有效防止dpfc在低电流工况下失去控制从而影响dpfc一次设备安全以及交流线路的可靠供电，确保dpfc在电流恢复正常值之后可靠启动或重启动。本发明可以有效地提升局部电网潮流输送能力，提高电网运行效率与安全稳定性。
附图说明
16.图1为本发明双线分布式潮流控制器的一次接线图；图2为本发明dpfc启动阶段出现低电流工况的控制流程图；图3为本发明dpfc稳态运行后出现低电流工况的控制流程图。
具体实施方式
17.下面结合实施例和说明书附图对本发明的技术方案进行更加清楚、完整的描述。
18.图1为双线dpfc的一次接线图，包含多级子模块及公共开关刀闸区域，第一线路串联第一dpfc，第二线路串联第二dpfc，第一线路和第二线路分别通过交流断路器和隔离刀
闸连接至第一交流母线和第二交流母线。dpfc的单个子模块包括取能电流互感器、旁路开关km、双向导通晶闸管tbs和全桥模块，所述的取能电流互感器与全桥模块串联，旁路开关km、双向导通晶闸管tbs和全桥模块并联。旁路开关km、双向导通晶闸管tbs主要用于子模块的投入和退出，同时在故障发生时起到保护全桥模块的作用。
19.图1中，ubus1、ubus2为左侧变电站第一母线和第二母线的pt，tv1、tv2为右侧变电站第一母线和第二母线的pt。
20.w1.ds41、w1.ds42、w1.qf1为第一线路连接至左侧变电站母线的交流断路器和隔离刀闸。
21.w2.ds41、w2.ds42、w2.qf1为第二线路连接至左侧变电站母线的交流断路器和隔离刀闸。
22.w1.ds1、w1.ds2、w1.ds3、w1.qf、w1.ds21、w1.ds31为第一dpfc的公共区域开关、刀闸，对于各个子模块分布距离较远的应用场景，此部分开关刀闸可省去。
23.w2.ds1、w2.ds2、w2.ds3、w2.qf、w2.ds21、w2.ds31为第二dpfc的公共区域开关、刀闸，对于各个子模块分布距离较远的应用场景，此部分开关刀闸可省去。
24.mov为避雷器、bps为双向导通晶闸管。
25.km1、km2为子模块的旁路开关。
26.c1#-c9#表示9个子模块对应的电容编号。
27.实施例1本实施例提供一种分布式潮流控制器低电流工况下的控制方法，其包括：1)启动阶段出现低电流的控制，其控制流程图为图2。
28.dpfc处于启动阶段时，换流阀还未解锁，判断流过dpfc的电流有效值大于最低限值1分钟以上时，认为电流已稳定于最低限值之上，满足可靠取能的条件，允许换流阀解锁，操作换流阀解锁运行；此阶段如果出现电流低于最低限值，那么从下次电流高于最低限值之后重新开始计时1分钟以上，若电流始终稳定于最低限值之上，允许换流阀解锁。
29.2)稳态运行后出现低电流的控制，其控制流程图为图3。
30.dpfc稳态运行时，若dpfc输出电压小于其额定值，并且流过dpfc的电流有效值低于最低限值，首先调节dpfc使其呈现出电容性阻抗的状态，然后通过调节dpfc的输出电压使线路电流始终大于最低限值+
△
i，
△
i的单位为a，取值范围为20-100a。
31.若dpfc输出电容性阻抗，且输出电压等于其额定值的情况下，线路电流仍为最低限值，触发dpfc的低电流保护动作，换流阀闭锁，旁路dpfc。当线路电流恢复至最低限值+
△
i以上持续t秒时，dpfc的控制保护系统认为dpfc的子模块能正常取能，重新投入dpfc解锁运行。所述t的取值由恢复稳态后的线路电流值决定，线路电流值越大，t越短。t的取值范围为1s至5min。
32.实施例2本实施例提供一种分布式潮流控制器低电流工况下的控制系统，其包括：1)启动阶段出现低电流的控制模块dpfc处于启动阶段时，换流阀还未解锁，判断流过dpfc的电流有效值大于最低限值1分钟以上时，认为电流已稳定于最低限值之上，满足可靠取能的条件，允许换流阀解锁，操作换流阀解锁运行；此阶段如果出现电流低于最低限值，那么从下次电流高于最低限值之后
重新开始计时1分钟以上，若电流始终稳定于最低限值之上，允许换流阀解锁。
33.2)稳态运行后出现低电流的控制模块dpfc稳态运行时，若dpfc输出电压小于其额定值，并且流过dpfc的电流有效值低于最低限值，首先调节dpfc使其呈现出电容性阻抗的状态，然后通过调节dpfc的输出电压使线路电流始终大于最低限值+
△
i，
△
i的单位为a，取值范围为20-100a。
34.若dpfc输出电容性阻抗，且输出电压等于其额定值的情况下，线路电流仍为最低限值，触发dpfc的低电流保护动作，换流阀闭锁，旁路dpfc。当线路电流恢复至最低限值+
△
i以上持续t秒时，dpfc的控制保护系统认为dpfc的子模块能正常取能，重新投入dpfc解锁运行。所述t的取值由恢复稳态后的线路电流值决定，线路电流值越大，t越短。t的取值范围为1s至5min。
35.以上实施例仅是本发明的较佳实施例而已。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。