一种配网台区运行态势感知及自治管理系统的制作方法

本发明涉及配电网自治管理系统，尤其涉及一种配网台区运行态势感知及自治管理系统。

背景技术：

1、海南电网肩负网公司赋予的“电力企业改革创新试验区、新型电力系统建设先行地”神圣使命，在网省公司新型电力系统建设方案的规划指导下，大力推进新型电力系统相关技术研究，近年来在清洁能源岛及2030全面禁售燃油车政策背景下，分布式光伏等新能源大规模并网，整县光伏有序推进，电动汽车发展迅速，占比位居全国前列。

2、目前电网乡镇配网线路仍然存在供电半径长，线径小，网架结构薄弱，大量用户低电压、过电压、配变过载问题未能解决；同时电动汽车充电桩无序充电，导致配网台区运行情况复杂多变，极易引起倒送电、电压波动等电能质量新问题。

3、为此，我们提出一种配网台区运行态势感知及自治管理系统。

技术实现思路

1、本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种配网台区运行态势感知及自治管理系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种配网台区运行态势感知及自治管理系统，包括智能化电力电子技术，所述智能化电力电子技术包括自适应的混沌免疫控制方法、超短反馈与滞环控制方法和研制串联接线下电气隔离式的能源传输，所述智能化电力电子技术中装置不含铁芯、绕组，使装置接入点前后端的线路产生根本隔离，依据配网台区用户级线路首、中、末端等支线功率感知数据，形成配网台区用户级线路整线电能分配调理策略，结合端边协同控制联接交互技术，最终形成配网台区用户级线路运行的整线电能平衡与分配，实现运行态势感知。

3、作为优选，所述自适应的混沌免疫控制方法，将自适应的混沌免疫控制方法应用于sapf电压压降检测的pi控制器参数优化中，根据基于dq变换的电压补偿指令获取方法，畸变电压值即为sapf补偿电压指令，运用混沌免疫算法对pi参数进行优化。

4、作为优选，所述超短反馈技术，根据三相负载电流的基波分量即表示三相负载电流即表示三相补偿电流，输入至超短控制器，通过超短反馈pi控制后生成电流，超短反馈控制器分pi控制单元和超短反馈处理单元，常规pi控制单元的输出信号，经过超短反馈处理单元的非线性函数处理后，与pi控制单元的输出信号组合产生电流，再经过滞环控制输出pwm信号，由papf的功率驱动模块输出补偿电流进行谐波补偿。

5、作为优选，所述滞环控制方法是工程控制常用的pwm控制技术，广泛应用于电能质量治理控制，但传统滞环比较器的环宽h固定，电流跟随误差也就固定不变，为了使得输出的实际补偿电流可以对指令电流产生作用，使得两者之间的差值减小，使补偿效果更加好，通过改进滞环比较器环宽调节设计用于电压补偿控制与谐波控制。

6、作为优选，所述滞环控制方法加入了电压反馈与母线电压反馈构成环宽调节环节，使得滞环比较器的环宽成为一个变量。

7、作为优选，所述研制串联接线下电气隔离式的能源传输方法，将220v的电源侧的电流先整流为直流，再将直流逆变为工频电流供给于用电负荷，使用户层负荷与10kv配变台区低压侧之间形成电气隔离。

8、作为优选，所述研制串联接线下电气隔离式的能源传输方法，采用三相四线制结构，硬件设计架构分为sapf，papf和直流侧发电三个子系统，papf主要由指令检测调理电路和补偿电路组成，其中指令检测调理电路包括负载电流检测电路、调理电路，电流补偿电流包括dsp信号处理电路、驱动电路、功率模块以及交流侧连接电感等部分电路组成，papf硬件总体框图如图所示，由dsp最小系统板，电压电流采集电路、调理电路、隔离模块、驱动电路、继电器软启动电路等模块构成。

9、作为优选，所述研制串联接线下电气隔离式的能源传输方法中sapf模块主要包括dsp控制板、信号采集板、驱动电路板及主电路。

10、作为优选，所述自治管理系统中，以线路最优运行为目标，通过感知配电网线路首、中、末端实时运行状态，获取线路负载(含分布式电源)曲线规律，结合变压器容量、三相负荷不平衡度、无功电压、线损等数据，计算当期的运行状态与最优状态之间的差距，通过比例公平能量分配策略计算方法形成最优运行策略，形成配网用户级线路运行的功率平衡与分配，满足配网台区运行态势感知及自治管理需要，并预留后期外部通讯接口，以智能agent算法协同构建基于智能agent的协同icai虚拟环境。

11、有益效果

12、本发明提供了一种配网台区运行态势感知及自治管理系统。具备以下有益效果：

13、(1)、该配网台区运行态势感知及自治管理系统，对采用传统pi控制器无法兼顾良好的电压检测动态性能与精度问题，先对dq轴间交叉祸合量进行解祸控制，提高了控制性能，基于混沌免疫遗传算法与pi控制相结合的电压压降检测算法，对dq轴间交叉祸合量进行解祸控制，并采用混沌免疫遗传算法，根据混沌变量的随机性、遍历性和规律性结合免疫遗传算法对pi控制器参数进行优化，达到了满足电压检测精度与补偿性能要求的效果。

14、(2)、该配网台区运行态势感知及自治管理系统，根据三相负载电流的基波分量即表示三相负载电流即表示三相补偿电流，输入至超短控制器，通过超短反馈pi控制后生成电流。超短反馈控制器分pi控制单元和超短反馈处理单元，常规pi控制单元的输出信号，经过超短反馈处理单元的非线性函数处理后，与pi控制单元的输出信号组合产生电流，再经过滞环控制输出pwm信号，由papf的功率驱动模块输出补偿电流进行谐波补偿，达到了提出超短反馈控制的效果。

15、(3)、该配网台区运行态势感知及自治管理系统，将不同装置管理下的三相负荷不平衡度、无功电压、线损等数据结合变压器容量，有机地融入到端边协同控制环境中去，结合多节点协同优化技术，形成整线功率分配调理策略。

技术特征：

1.一种配网台区运行态势感知及自治管理系统，其特征在于：包括智能化电力电子技术，所述智能化电力电子技术包括自适应的混沌免疫控制方法、超短反馈与滞环控制方法和研制串联接线下电气隔离式的能源传输，所述智能化电力电子技术中装置不含铁芯、绕组，使装置接入点前后端的线路产生根本隔离，依据配网台区用户级线路首、中、末端等支线功率感知数据，形成配网台区用户级线路整线电能分配调理策略，结合端边协同控制联接交互技术，最终形成配网台区用户级线路运行的整线电能平衡与分配，实现运行态势感知。

2.根据权利要求1所述的一种配网台区运行态势感知及自治管理系统，其特征在于：所述自适应的混沌免疫控制方法，将自适应的混沌免疫控制方法应用于sapf电压压降检测的pi控制器参数优化中，根据基于dq变换的电压补偿指令获取方法，畸变电压值即为sapf补偿电压指令，运用混沌免疫算法对pi参数进行优化。

3.根据权利要求1所述的一种配网台区运行态势感知及自治管理系统，其特征在于：所述超短反馈技术，根据三相负载电流的基波分量即表示三相负载电流即表示三相补偿电流，输入至超短控制器，通过超短反馈pi控制后生成电流，超短反馈控制器分pi控制单元和超短反馈处理单元，常规pi控制单元的输出信号，经过超短反馈处理单元的非线性函数处理后，与pi控制单元的输出信号组合产生电流，再经过滞环控制输出pwm信号，由papf的功率驱动模块输出补偿电流进行谐波补偿。

4.根据权利要求1所述的一种配网台区运行态势感知及自治管理系统，其特征在于：所述滞环控制方法是工程控制常用的pwm控制技术，广泛应用于电能质量治理控制，但传统滞环比较器的环宽h固定，电流跟随误差也就固定不变，为了使得输出的实际补偿电流可以对指令电流产生作用，使得两者之间的差值减小，使补偿效果更加好，通过改进滞环比较器环宽调节设计用于电压补偿控制与谐波控制。

5.根据权利要求1所述的一种配网台区运行态势感知及自治管理系统，其特征在于：所述滞环控制方法加入了电压反馈与母线电压反馈构成环宽调节环节，使得滞环比较器的环宽成为一个变量。

6.根据权利要求1所述的一种配网台区运行态势感知，其特征在于：所述研制串联接线下电气隔离式的能源传输方法，将220v的电源侧的电流先整流为直流，再将直流逆变为工频电流供给于用电负荷，使用户层负荷与10kv配变台区低压侧之间形成电气隔离。

7.根据权利要求1所述的一种配网台区运行态势感知及自治管理系统，其特征在于：所述研制串联接线下电气隔离式的能源传输方法，采用三相四线制结构，硬件设计架构分为sapf，papf和直流侧发电三个子系统，papf主要由指令检测调理电路和补偿电路组成，其中指令检测调理电路包括负载电流检测电路、调理电路，电流补偿电流包括dsp信号处理电路、驱动电路、功率模块以及交流侧连接电感等部分电路组成，papf硬件总体框图如图所示，由dsp最小系统板，电压电流采集电路、调理电路、隔离模块、驱动电路、继电器软启动电路等模块构成。

8.根据权利要求1所述的一种配网台区运行态势感知及自治管理系统，其特征在于：所述研制串联接线下电气隔离式的能源传输方法中sapf模块主要包括dsp控制板、信号采集板、驱动电路板及主电路。

9.根据权利要求1所述的一种配网台区运行态势感知及自治管理系统，其特征在于：所述自治管理系统中，以线路最优运行为目标，通过感知配电网线路首、中、末端实时运行状态，获取线路负载(含分布式电源)曲线规律，结合变压器容量、三相负荷不平衡度、无功电压、线损等数据，计算当期的运行状态与最优状态之间的差距，通过比例公平能量分配策略计算方法形成最优运行策略，形成配网用户级线路运行的功率平衡与分配，满足配网台区运行态势感知及自治管理需要，并预留后期外部通讯接口，以智能agent算法协同构建基于智能agent的协同icai虚拟环境。

技术总结
本发明涉及配电网自治管理系统技术领域，且公开了一种配网台区运行态势感知及自治管理系统，包括智能化电力电子技术，所述智能化电力电子技术包括自适应的混沌免疫控制方法、超短反馈与滞环控制方法和研制串联接线下电气隔离式的能源传输，依据配网台区用户级线路首、中、末端等支线功率感知数据，形成配网台区用户级线路整线电能分配调理策略。本发明中，基于混沌免疫遗传算法与PI控制相结合的电压压降检测算法，对dq轴间交叉祸合量进行解祸控制，并采用混沌免疫遗传算法，根据混沌变量的随机性、遍历性和规律性结合免疫遗传算法对PI控制器参数进行优化，达到了满足电压检测精度与补偿性能要求的效果。

技术研发人员：陈锐忠,黄雄,林少佳,钟琼伟,冯椿,刘婷婷,张国刚,潘芷婵,吴青桃
受保护的技术使用者：海南电网有限责任公司琼海供电局
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27