一种基于联络开关和柔性互联开关的配电网络重构方法与流程

本发明涉及配电网柔性互联、电力电子，，特别涉及一种基于联络开关和柔性互联开关的配电网络重构方法。

背景技术：

1、传统交流电网在系统稳定性和可靠性上具备着显著的优势，然而，一方面，随着经济快速发展，全社会用电负荷持续增加，馈线负荷不均衡的问题十分突出，传统配电网的控制能力不足，无法有效地解决馈线堵塞等问题，因此，配网系统实际运行容量会被首先达到额定容量上限的馈线所限制，运行时往往远低于配电网的设计容量，严重影响配电网的经济运行。另一方面，发展风能和太阳能等可再生能源成为了全球趋势。作为分布式能源，风能和太阳能等具有间歇性、波动性和不确定性的特点，并网时易加剧电压越限、双向潮流等问题，给配电网在电压控制、暂稳态稳定性等方面带来了严峻的技术挑战。

2、现有柔性互联装置的主流拓扑主要采用背靠背电压源型逆变器，由多个电压源型逆变器通过共用直流母线形成。能够实现多向的潮流运行，与馈线有功功率和无功功率的解耦控制。然而，该拓扑为全功率电压源型逆变器的构成方式，端口拓展成本高，具有价格昂贵、体积大、占地面积大、损耗高等一系列缺点。

3、文章“x.feng,j.zhang,j.zhou,g.shi and x.cai,“a novel embedded muti-port flexible alternative current interconnector for distribution network,”inieee 2021energy conversion congress and exposition-asia,2021,pp.1051-1056.”中提出了一种串并联型柔性互联拓扑(serial-shunt type soft normally open point,ss-snop)，如附图1所示，该拓扑通过与馈线串联的多端口互联模块(multi-portinterconnection module,mim)实现串联电压型潮流调节功能，并联部分为级联h桥(cascaded h-bridge,chb)型的静止同步补偿器(static synchronous compensator,statcom)，为系统提供无功支撑。ss-snop实现了多条馈线之间的柔性互联，角型chb组成的此类拓扑如附图2所示，工作原理类似。

4、此类装置多端口之间存在功率交互，mim与各馈线为串联连接关系，意味着馈线间具有强电气耦合特性。而电网不可避免发生各类故障，当部分馈线发生故障时，为保护电力电子开关，此类串并联柔性互联装置往往要经闭锁与旁路退出工作，失去所联馈线的潮流调控功能。为保证系统供电可靠性，装置端口断路器跳闸、切除与故障馈线连接后，装置应快速重启，能够迅速为故障馈线所带的全部或部分负荷实现供电恢复。系统正常运行时，装置所连的馈线也可能因为某些原因造成部分区段失电。因此，需要一种方法，实现此类串并联柔性互联配电系统，失电区域的供电恢复。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种基于联络开关和柔性互联开关的配电网络重构方法，可实现故障后非故障区段快速柔性恢复再供电以及系统柔性重构，可应用于柔性互联新型配电系统。

2、实现上述目的的一种技术方案是：一种基于联络开关和柔性互联开关的配电网络重构方法，应用于多交流端口柔性互联配电系统，包括如下步骤：

3、s1，故障切除以后，对配电网的馈线k故障端口装置进行重启；

4、s2，判断故障端口所联网络是否无源，若故障端口所连网络依旧有源，则按故障前控制策略运行，若为无源，馈线k故障点后与装置端口之间的网络可看作一个无源网络，需要进行潮流转供实现全部或部分负荷的供电恢复，其它馈线的潮流调节正常进行；

5、s3，除端口k外的支路开关均闭合，端口处与馈线k相邻的联络开关闭合，馈线k负荷所需有功功率和无功功率为：

6、

7、其中，psnop和qsnop为柔性互联装置向馈线k负载供给的有功功率和无功功率，pswitch和qswitch为相邻馈线通过联络开关对馈线k负载供给的有功功率和无功功率。

8、进一步的，psnop和qsnop满足柔性互联装置端口容量的约束，表示为：

9、

10、其中，sn为柔性互联装置端口的额定容量，若余下馈线的容量不足以支持失电区域负荷的供电恢复，或是上述端口容量约束得不到满足，则需要切除所连网络部分负荷，再闭合开关实现供电恢复。

11、上述供电恢复策略实现了故障端口所联无源网络负载的有功功率和无功功率供给，而对于馈线k所接负载的有功功率供给，本质上是由其他馈线所联电源联合提供。可以充分利用装置所联馈线的剩余容量，从而大大提高配电系统的灵活性与可靠性。

12、与现有的基于柔性互联装置的供电恢复方法相比，本发明具有如下有益效果：

13、1、现有的方法仅采用柔性互联装置进行潮流转供，当失电区域的负荷过重时，通过该馈线所连端口供给的功率将超过额定端口容量，负荷不能都投入线路，失电区域的供电不能完全恢复。

14、2、本发明和现有柔性互联装置供电恢复方法相比，不需要对故障馈线所对应端口的控制模式进行调整，其它端口的工作模式保持不变，具有控制简单的优点。

技术特征：

1.一种基于联络开关和柔性互联开关的配电网络重构方法，应用于多交流端口柔性互联配电系统，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于联络开关和柔性互联开关的配电网络重构方法，其特征在于，psnop和qsnop满足柔性互联装置端口容量的约束，表示为：

技术总结
本发明公开了一种基于联络开关和柔性互联开关的配电网络重构方法，应用于多交流端口柔性互联配电系统，包括S1，故障切除以后，对配电网的馈线k故障端口装置进行重启；S2，判断故障端口所联网络是否无源，若故障端口所连网络依旧有源，则按故障前控制策略运行，若为无源，馈线k故障点后与装置端口之间的网络可看作一个无源网络，需要进行潮流转供实现全部或部分负荷的供电恢复，其它馈线的潮流调节正常进行；S3，除端口k外的支路开关均闭合，端口处与馈线k相邻的联络开关闭合。本发明可实现故障后非故障区段快速柔性恢复再供电以及系统柔性重构，可应用于柔性互联新型配电系统。

技术研发人员：储琳琳,宗明,张宇俊,肖业凡,陈妍君,李沁愉,朱夏,彭浩华,周剑桥,施刚,张建文
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16