一种多层次柔性配电网的多模式协同功率支撑方法及系统与流程

本发明涉及电力设备运行，尤其涉及一种多层次柔性配电网的多模式协同功率支撑方法及系统。

背景技术：

1、为了实现新型电力系统的新要求和新目标，配电系统的源荷特征发生了明显变化，例如：在电源侧有大量的风光发电接入中低压配电网，负荷侧有大量的电动汽车充电桩接入配电网，当前配电网荷源储直流特征愈发明显，现有的配电网架构在供电能力和运行控制方面面临极大挑战。随着电力电子技术的发展，交直流混合配电技术越来越多地被应用于中低压配电网。相比于传统的交流配电系统，交直流混合配电系统具有容量大、损耗小、方便新型源荷接入等优势。台区内多层次闭环配电系统的核心在于提升台区能效，改善低压台区供电能力不足的问题。

2、由于各配电台区所带负载容量的不同，通过台区之间换流器的柔性互联作用可以实现功率平衡，若没有通过变换器将两馈线进行互联，当系统两侧所带负荷功率不相等时，存在的功率不平衡现象将导致系统的运行状况出现失误，在该状态下极其容易影响设备的使用周期甚至影响供电系统的可靠性。现有的台区柔性互联负载均衡技术，大多只考虑了单层级馈线之间的功率平衡，未曾考虑到多电压等级之间的功率互联问题。随着大规模的新型能源接入电网，以电动汽车充电桩等新型用电设备接入配电网为主的新型电力系统的发展，交直流混合配电网台区之间的功率平衡问题需要新的方法才能得以解决。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明提供了一种多层次柔性配电网的多模式协同功率支撑方法及系统，能够解决背景技术中提到的问题。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，一种多层次柔性配电网的多模式协同功率支撑方法，包括：

5、根据中压台区馈线、低压台区母线以及交流负荷的连接分布数据参数，建立多层次闭环配电台区系统；

6、根据中压侧台区和低压侧台区之间的功率数据，判断所述低压侧台区是否功率缺额；

7、根据所述缺额情况，结合所述多层次闭环配电台区系统对所述低压侧台区进行功率支撑。

8、作为本发明所述的多层次柔性配电网的多模式协同功率支撑方法的一种优选方案，其中：所述判断所述低压侧台区是否功率缺额包括，

9、当低压台区存在功率缺额时，若低压台区功率缺额达到台区容量的70％以上时，处于高功率缺额工作状态下，此时选择工作状态为结温平衡模式；

10、若台区功率缺额在台区容量的70％以下时，处于低功率缺额工作状态下，此时选择工作状态为损耗最低模式。

11、作为本发明所述的多层次柔性配电网的多模式协同功率支撑方法的一种优选方案，其中：所述结合所述多层次闭环配电台区系统对所述低压侧台区进行功率支撑包括，

12、当低压台区存在功率缺额时，利用中压互联系统和低压互联系统之间的协同功率分配技术，补偿低压台区的缺额，不同层次的互联系统之间按下述公式进行功率分配：

13、δp＝kp1+(1-k)p2

14、其中，δp为低压台区的功率缺额，k为分配系数，p1为低压互联系统所分配的功率、p2为中压互联系统所分配的功率。

15、作为本发明所述的多层次柔性配电网的多模式协同功率支撑方法的一种优选方案，其中：所述结合所述多层次闭环配电台区系统对所述低压侧台区进行功率支撑还包括，

16、低压互联功率分配、中压互联功率分配需分别满足下述公式：

17、kδp＜pl低，(1-k)δp＜pl中

18、功率分配系数k的选取需满足的条件为：

19、

20、其中，pl低为低压互联系统的容量，pl中为中压互联系统的容量。

21、作为本发明所述的多层次柔性配电网的多模式协同功率支撑方法的一种优选方案，其中：所述结合所述多层次闭环配电台区系统对所述低压侧台区进行功率支撑还包括，

22、当处于高功率缺额工作状态下时，将中压互联系统和低压互联系统的结温平衡计入考虑参数，此时根据系统监测的低压台区功率缺额数据与功率分配系数公式，确定功率分配系数，并计算结温差异；

23、若低压互联结温大于中压互联结温时，则减少k的值，重新判断低压互联结温与中压互联结温数值大小；

24、若低压互联结温小于中压互联结温时，则增加k的值，重新判断低压互联结温与中压互联结温数值大小；

25、若低压互联和中压互联结温达到结温平衡，则获取此时数值k为低压互联系统和中压互联系统最优功率分配系数，并使用此时数值k进行低压台区的功率缺额补偿。

26、作为本发明所述的多层次柔性配电网的多模式协同功率支撑方法的一种优选方案，其中：所述结合所述多层次闭环配电台区系统对所述低压侧台区进行功率支撑还包括，

27、当处于低功率缺额工作状态下时，将互联系统的工作效率最优作为目标参数，此时根据台区监测的功率缺额数据与功率分配系数公式，确定初始功率分配系数，并经过柔性互联系统的损耗模型计算得到损耗功率；

28、在功率分配系数k取值范围内进行遍历求解，将遍历求解后的损耗功率进行大小排序，获取最小损耗功率；

29、获取最小的损耗功率时对应的功率分配系数k为最优功率分配系数，则此时进行低压互联和中压互联系统的功率分配的工作效率为最优状态，并以最优功率分配系数补偿低压台区的功率缺额。

30、作为本发明所述的多层次柔性配电网的多模式协同功率支撑方法的一种优选方案，其中：还包括，

31、所述中压侧台区和低压侧台区之间不存在功率缺额时，互联系统不作用，无需利用换流器进行功率分配；

32、所述多层次闭环配电台区系统由10kv馈线构成的中压台区、0.38kv母线和不同的交流负荷构成的低压台区组成，10kv馈线之间通过换流器进行中压互联，0.38kv母线通过换流器进行低压互联。

33、一种多层次柔性配电网的多模式协同功率支撑系统，其特征在于：包括系统建立模块、判断模块以及功率支撑模块，

34、系统建立模块，所述系统建立模块用于根据中压台区馈线、低压台区母线以及交流负荷的连接分布数据参数，建立多层次闭环配电台区系统；

35、判断模块，所述判断模块用于根据中压侧台区和低压侧台区之间的功率数据，判断所述低压侧台区是否功率缺额；

36、功率支撑模块，所述功率支撑模块用于根据所述缺额情况，结合所述多层次闭环配电台区系统对所述低压侧台区进行功率支撑。

37、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。

38、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

39、本发明的有益效果：本发明提出一种多层次柔性配电网的多模式协同功率支撑方法及系统，能实现低压台区功率缺额时的功率补偿，采用换流器作用，在中压电压层级和低压电压层级构建起中压互联和低压互联，以不同的功率分配系数比确定两个互联系统之间所补偿的功率。

40、与现有技术相比，该发明主要有以下的效果：

41、(1)本发明通过换流器的作用，构建中压互联和低压互联多层级互联系统，拓扑结构简单。

42、(2)本发明所提出的协同功率分配技术，是建构在多电压等级互联系统之间的所形成的闭环系统，该项技术能够合理运行中压和低压系统之间的功率调制技术，在低压台区发生功率缺额时实现多层次系统之间的功率分配。