一种基于低压配电台区柔直互联的调控方法及装置.docx

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1、一种基于低压配电台区柔直互联的调控方法及装置技术领域0001本发明涉及配电网和电能存储领域，具体为一种基于低压配电台区柔直互联的调控方法及实现调控方法的装置。背景技术0002 配电台区一般是交流配电方式，通常采用合环设计、分环运行的方式，变电站彼此孤立，无法实现多台区并列运行。0003有一种解决方案是变电站的环状互联结构，通过联络开关连接各台区实现功率支援，但传统机械式的开关寿命短，响应慢，功率调节不连续，不具有灵活调节配电网的能力。0004随着电力电子技术与装备在电网中迅猛发展，为应对消纳分布式新能源及负荷并网的需求，进一步增强系统柔性控制能力，柔性直流配电系统提供了全新载体和技术选择。柔性

2、直流配电系统因具有较好的可控性、更优的电能质量、更大的供电半径及容量、更灵活的运行方式受到了各个国家的广泛关注。0005柔性直流配电系统主要分为两部分，其一是构建台区直流母线，光伏、储能、充电桩、直流负荷等直接接入直流网，二是台区间直流柔性互联，实现不同台区间的功率转供、资源共享。0006中国专利申请201910853450 .8提出了一种具有多种电能综合分配的柔性开关站互联结构，将各台区通过柔性开关站连接，每个柔性开关站的输入端连接高压交流母线，柔性开关站的输出端分别连接低压交流母线与低压直流母线；低压交流母线的末端通过柔性多状态开关相连接，低压直流母线的末端通过DC-DC变换器相连接；低压

3、交流母线与低压直流母线上均连接有负荷、储能元件和分布式电源，但没有披露如何调控各台区资源。发明内容0007本发明的目的是提出一种方法，经柔性双向变流器连接的多个台区，通过控制台区中的储能设备输出和功率分配，实现不同台区的互通互济，确保配电网处于最优运行状态。0008为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于低压配电台区柔直互联的调控方法，基于通过开关和直流母线连接的n个台区实现，直流母线通过FCS连接台区交流供电线路，在直流母线上开关的台区侧连接直流设备，所述直流设备包括光伏发电设备、储能系统，所述调控方法包括：步骤1、获取各台区的运行数据，包括：变压器的容量SUS2、Sm调节目标x%；

4、变压器负载率重载阈值土Y%；储能系统的额定输出功率SaSa2Sano0009步骤2、实时获取各台区的运行数据，包括：2CN 114512988 A说明书4/9页变压器的实时功率P #2Pn；变压器的负载率DM D2%Dn%；储能系统的当前输出功率PapPa2、 Pano0010步骤3、如果某台区的变压器负载率以%大于Y%并持续此状态超过5分钟，该台区置重载标志；变压器负载率4%小于一Y%并持续此状态超过5分钟，该台区置反向重载标志；变压器负载率)%恢复至一Y%Y%之间，并持续1分钟后，置为正常台区;其中，li5如果有台区为重载标志或反向重载标志，执行步骤4。0011 步骤4、计算重载台区需要调

5、节的总功率：A=P1P2+ +Pn,其中，第i个台区需要调节的功率AP(Si*X%)-如果第i个台区没有重载标志 Pj =0 ；计算反向重载台区需要调节的总功率:B=AQ+AQz+ Qn,其中，第i个台区需要调节的功率AQj=(Si*(-X%)-Pj,如果第i个台区没有反向重载标志，AQj=0；如果AW0旦BR,执行步骤4.1；如果A=0月.B0,执彳逃蜘.2；如果AW0且B0,执行步骤4.3。0012步骤4.1、计算储能系统剩余总功率：/= AP储+AP2储+ + Pnfir其中，第i个台区的储能系统的剩余功率储二SaPa如果P储NA,将A分配给各台区的储能系统；否则 将，储分配给各台区的储

6、能系统，未调节的功率P余=IA | 一 | %|,执行步骤5。0013 步骤4 .2、计算正常台区负载率调节至一X%的可调节总功率Px =P1P2 .+ Pxn,其中，第i个台区负载率调节至一X%的可调节功率APx广0*( X%)如果第i个台区不是正常台区，APxjO；如果BPx ,则所有正常台区及所有反向重载台区将变压器的负载率调节至一X%；否则，按照分配后台区负载率相等的原则，将B分配给正常台区。0014 步骤4.3、如果AWB,将重载台区将变压器的负载率调节至X%,反向重载台区将变压器的负载率调节至一X%；否则,计算储能系统剩余总功率：P储 =AP储+AP瀚+ +APnf语,其中，第i个

7、台区的储能系统的剩余功率储二SaPa如果| A | I责P储I，强制储能系统以额定功率向外放电，未调节的功率P余二A-B+ P储I，执行步骤5。0015步骤5、招P余分配给正常台区，包括：计算所有正常台区将变压器调节至X%的能够释放的总功率：C= Pc1+ Pc2 + Pcn,其中，第i个台区能够释放的功率APCi=(Sj*X%)-Pj,如果第i个台区不是正台区,Pci =0；如果p余lc,按照分配后正常台区负载率相等的原则，将p余分配给正常台区；否则，将正常台区而负载率调节至X%。0016本发明还提出了一种基于低压配电台区柔直互联的装置，所述装置为台区智能融合终端，包括通信模块、参数存储模块

8、、重载调控模块、设备判断模块、储能系统控制模块及光伏发电设备调控模块，实现基于低压配电台区柔直互联的调控方法。0017与现有技术相比本发明有以下优点：通过直流母线连接各台区，多台区的储能系统资源实现互联并共用。通过管理直流侧分布式能源及储能，实现多台区同步并行治理，实现分布式绿色能源充分就地消纳，减少因能源上网再利用的电能损耗，同时消除了因分布式能源集中上送给电网带来的冲击、电压难以控制、谐波叠加、频率越限等风险，本发明既可以最大化保证分布式能源安全并网与充分就地消纳，也能提高电网质量，保证电网运行稳定、经济。附图说明0018图1为台区配置及连接示意图。具体实施方式0019下面结合附图对本发明

9、做进一步说明。0020 一种基于低压配电台区柔直互联的调控方法，基于通过开关和直流母线连接的n个台区实现，直流母线通过FCS连接台区交流供电线路，在直流母线上开关的台区侧连接直流设备，所述直流设备包括光伏发电设备、储能系统。00211各台区的调控策略为：充分利用绿色能源，就地消纳。电能的优先使用M财为：1直流侧光伏发电；2储能系统；3电网（通过台区互济）。0022 参看图1,本实施例中有3个台区，n=3,三个台区经开关通过750V直流母线连接。在台区测，直流母线通过FCS、智能开关连接到本台区的交流供电线路，在直流母线上连接直流设备，本实施例中，直流设备包括光伏发电设备和储能系统。0023智能

10、融合终端采集FCS、储能系统的双向DC/DC、直流侧光伏发电设备总表数据和台区交采数据，判断后控制开关、FCS、双DCDC等设备，完成调控。0024 台区变压器负载率的调节，根据需要调节的功率值，确定FCS出口参数，通过调节FCS的出口参数完成。0025 一个台区中可能有多个的光伏发电设备，本发明中，一个台区中的所有光伏发电设备做为一个整体考虑；一个台区中的多个储能设备视为一个储能系统。0026在中间台区中设置智能融合终端，本发明的调控方法在智能融合终端完成。智能融合终端与其它台区JP柜中的分支终端有通信连接，可获取台区参数、控制各台区的FCS以及储能系统。0027 FCS：双向变流器，为含变

11、压器的双向变流器产品，连接直流母线和交流380V的转换设备，为电网与直流母线之间提供接口，实现交/直流变换，自动实现恒压整流和限压放电，以保持直流母线电压恒定。台区间的调控通过FCS完成。0028 储能系统安装BMS,实现保护功能。智能融合终端与储能双向控制器DC/DC通信，可22CN 114512988 A说明书6/9页获取储能数据和控制储能充放电。在智能融合终端下发命令让储能双向控制器DC/DC放电的情况下，当储能电量释放到一定程度时(剩余40%),会触发BMS对于储能系统的保护，切除储能对外输出。在储能电量恢复到40%以上时，可自动恢复。0029 本发明的主要目的是通过资源共享，实现不同

12、台区的互通互济，确保配电网处于最优运行状态，即尽量让控制的各台区变压器工作在合理的负载区间。0030 本实施例采用以下步骤完成调控。0031步骤1、获取各台区的运行数据，主要是静态数据，包括：变压器的容量SpS2、S ；调节目标为x%,默认值X=70；变压器负载率重载阈值Y%默认值Y=80；储能系统的额定输出功率S%、Sa2Sano0032调节目标是各台区变压器的比较理想的负载率，小于变压器负载率重载阈值。虽然各台区变压器的容量与可能存在差异，本实施例中，调节目标设定一致。0033本实施例主要使用储能系统作为调控的功率源，将各台区的储能系统列入调节名单。0034步骤2、实时获取各台区的运行数据

13、，这里是动态数据，包括：变压器的实时功率P、P2Pn；变压器的负载率D1% D2%,Dn%；储能系统的当前输出功率Pa】为Pano0035以上参数作为判断依据。0036 变压器的负载率出现负值，说明本台区中光伏发电过多，不能就地消化，多余的电通过变压器反送到电网上。0037 步骤3、逐一判断台区状态如果某台区的变压器负载率大于Y%并持续此状态超过5分钟，该台区置重载标志；变压器负载率D1%小于一Y%并持续此状态超过5分钟，该台区置反向重载标志；变压器负载率D慨恢复至一Y%Y%之间，并持续1分钟后，重载标志清零，置为正常台区；其中，IWiWo0038台区状态分为正常状态、重载状态(正向重载)、反

14、向重载状态。0039如果有台区为重载标志或反向重载标志，进行i周控，执行步骤4。0040 步骤4、重载调控计算重载台区调节至调节目标X%需要调节的总功率：a=p1+p2+ +p,其中，如果第i个台区出现重载，需要将变压器的负载率从Di%调整到调节目标X%,需要调节的功率APi二(Sj*X%)-P/如果第i个台区没有重载标志，P. =0；计算反向重载台区调节至调节目标一X%需要调节的总功率：B= Q1+ Q2+ + Qn,其中，如果第i个台区出现反向重载，需要将变压器的负载率从Di%调整到调节目标一X%需要调节的功率AQj = (Sj*(-X%)P如果第i个台区没有反向重载标志， Qj =0；如果A0且BR,只存在正向重载，执行步骤4.1；如果A=0且B0,只存在反向重载，执行步骤4 .2；如果A0且BW0,同时存在正向重载和反向重载，执行步骤4 .3。0041 步骤4.1正向重载调控出现正向重载时，可认为光伏已充足发电。0042计算储能系统剩余总功率：=AP储+P瀚+ +Pnfr其中，第i个台区的储能系统的剩余功率储二SaPa如果I P储| 21A,说明仅依靠储能系统的剩余功率就可以完成调控，按照分配后所有储