一种配电网多馈线电压调节电路及方法与流程

本发明涉及电力系统，具体涉及一种配电网多馈线电压调节电路及方法。

背景技术：

1、大规模分布式新能源接入、新兴负荷等资源给配电网带来了电压频繁波动、电压振荡和电压谐波放大等问题。其主要原因是潮流双向大幅度波动以及配电网有源化之后其阻抗动态变化所致，进而导致配电网运行可靠性降低，影响“源-网-荷-储”各环节的友好互动。

2、为了应对上述问题，亟需提升配电网的灵活调节能力，而其核心技术之一就是如何实现配电网的自动电压控制。然而现有技术手段，仅面向变电站的母线电压进行集中调节，从母线馈出的各线路电压无法独立调节，尤其考虑到各条馈线的特性差异时，如新能源富集的馈线呈现发电特性，容易导致电压升高以及潮流随机流动等；负荷富集的馈线呈现用电特性，容易导致电压降低甚至电能质量劣化等。此外，现有技术无法计及各馈线的时序运行特性进行分类精准调节，难以顺应有源配电网的发展要求，甚至有碍于新型电力系统的建设。

3、因此，应尽快探索新的调压手段，丰富配电网调压技术的延伸内涵，除了调压还应满足一些新的调节需求，如基波/谐波阻抗、潮流、需求响应调节，甚至有源配电网网络的阻抗扫描等需求。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的配电网仅面向变电站的母线电压进行集中调节，从母线馈出的各线路电压无法独立调节的缺陷，从而提供一种配电网多馈线电压调节电路及方法。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种配电网多馈线电压调节电路，包括：第一交流母线、多端口功率变换器、第一并联变压器、多个串联变压器、多条馈线，其中，多端口功率变换器包括第一交流输入端口、直流端口及多个交流输出端口，各端口之间具备潮流双向流动功能；第一并联变压器的原边接入第一交流母线，第一并联变压器的副边与第一交流输入端口的第一端连接；第一交流输入端口的第二端与直流端口的第一端连接，直流端口的第二端与交流输出端口的第一端连接；每条馈线的首端接入第一交流母线，馈线的末端延伸至下级电网或负载；一个串联变压器的原边串入一条馈线中，每个串联变压器的副边与一个交流输出端口的第二端连接；交流输出端口通过串联变压器注入电压补偿量，使馈线为下级电网或负载提供稳定的供电环境，或者实现馈线与馈线之间的潮流流动。

4、本发明通过多端口功率变换器可对每个串联变压器进行单独调节，对某条馈线的调节不会作用到其他馈线上，实现各馈线或交流母线的解耦调节。

5、在一种可选的实施方式中，配电网多馈线电压调节电路还包括：第二交流母线及断路器，其中，第二交流母线通过断路器与第一交流母线串联连接；第二交流母线通过多条馈线与下级电网或负载连接。

6、在一种可选的实施方式中，配电网多馈线电压调节电路还包括：第一变压器，其中，第一变压器的原边的两端分别接入第一交流母线及第二交流母线，第一变压器的副边接入任意一个交流输出端口；交流输出端口通过对第一变压器副边施加可调电压，实现对第一交流母线及第二交流母线之间的潮流进行调节，使第一交流母线与第二交流母线的供电功率均衡或者互济。

7、在一种可选的实施方式中，配电网多馈线电压调节电路还包括：第二交流输入端口、第二并联变压器，其中，第二并联变压器的原边接入第二交流母线，第二并联变压器的副边与第二交流输入端口的第一端连接；第二交流输入端口的第二端与直流端口的第一端连接；与第二交流母线连接的馈线中串入一个串联变压器的原边，该串联变压器的副边与一个交流输出端口的第二端连接；第一交流母线与第二交流母线通过第一交流端口、第二交流端口、直流端口、交流输出端口进行功率交互。

8、在一种可选的实施方式中，直流端口的第二端还与直流负荷、电源及储能连接。

9、在一种可选的实施方式中，配电网多馈线电压调节电路还包括：第二变压器，其中，第一交流母线及第二交流母线均通过一个第二变压器接入交流电。

10、第二方面，本发明提供一种配电网多馈线电压调节电路方法，基于第一方面及其任一可选的实施方式的电路，方法包括：通过控制第一交流输入端口、第二交流输入端口在宽频带上进行电流调节，提供多端口功率变换器所需功率以及电能质量调控功能；根据每条馈线或第一交流母线、第二交流母线的运行工况分别进行电压、阻抗补偿，实现目标调节需求的动态控制。

11、本发明可根据变电站输出的不同馈线运行特性，分别对每个馈线进行独立动态的电压、阻抗、潮流调节，解耦交流母线与多馈线之间的调节，并且不受传统avc的调压影响，为有源配电网提供平稳的电压基准环境。

12、在一种可选的实施方式中，实现目标调节需求的动态控制的过程，包括：控制交流输出端口通过每个串联变压器单独调节，使得向馈线注入补偿量，以为下级电网或负载提供稳定的供电环境，或者实现馈线与馈线之间的潮流流动。

13、在一种可选的实施方式中，实现目标调节需求的动态控制的过程，包括：控制交流输出端口通过对第一变压器副边施加可调电压，实现对第一交流母线及第二交流母线之间的潮流进行调节，使两段母线的供电功率均衡或者互济。

技术特征：

1.一种配电网多馈线电压调节电路，其特征在于，包括：第一交流母线、多端口功率变换器、第一并联变压器、多个串联变压器、多条馈线，其中，

2.根据权利要求1所述的配电网多馈线电压调节电路，其特征在于，还包括：第二交流母线及断路器，其中，

3.根据权利要求2所述的配电网多馈线电压调节电路，其特征在于，还包括：第一变压器，其中，

4.根据权利要求2所述的配电网多馈线电压调节电路，其特征在于，还包括：第二交流输入端口、第二并联变压器，其中，

5.根据权利要求1-4任一项所述的配电网多馈线电压调节电路，其特征在于，所述直流端口的第二端还与直流负荷、电源及储能连接。

6.根据权利要求2-4任一项所述的配电网多馈线电压调节电路，其特征在于，还包括：第二变压器，其中，

7.一种配电网多馈线电压调节电路方法，其特征在于，基于权利要求1-6任一项所述的电路，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的配电网多馈线电压调节电路方法，其特征在于，实现目标调节需求的动态控制的过程，包括：

9.根据权利要求7所述的配电网多馈线电压调节电路方法，其特征在于，实现目标调节需求的动态控制的过程，包括：

技术总结
本发明涉及电力系统技术，公开了一种配电网多馈线电压调节电路，包括：多端口功率变换器的各端口之间具备潮流双向流动功能；第一并联变压器的原边接入第一交流母线，第一并联变压器的副边与第一交流输入端口的第一端连接；第一交流输入端口的第二端与直流端口的第一端连接，直流端口的第二端与交流输出端口的第一端连接；每条馈线的首端接入第一交流母线，馈线的末端延伸至下级电网或负载；一个串联变压器的原边串入一条馈线中，每个串联变压器的副边与一个交流输出端口的第二端连接；交流输出端口通过串联变压器注入电压补偿量，使馈线为下级电网或负载提供稳定的供电环境，或者实现馈线与馈线之间的潮流流动。

技术研发人员：慕小斌,荆平,陈国富,王翔,戴凤娇,袁佩娥,刘洋,李宏浩,原亚雷,丁长新,范睿,关程程,刘文斌
受保护的技术使用者：国网智能电网研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21