一种智能配电台区主动调控与优化运行方案的制作方法

技术特征：
1.一种智能配电台区主动调控与优化运行方案，其特征在于，包括以下步骤：s1、设计以工频隔离型背靠背变换器的混合型智能配电变压器的拓扑结构；s2、制定工频隔离型背靠背变换器的混合型智能配电变压器的高效协调控制方案；s3、建立引入分时电价机制的主动配电网柔性负荷调度模型；s4、进行混合型固态智能配电变压器研制与应用。2.根据权利要求1所述的一种智能配电台区主动调控与优化运行方案，其特征在于，所述步骤s1中混合型智能配电变压器的拓扑结构包括有双绕组工频变压器、前级电压源变换器(cv1)和后级电压源变换器(cv2)，其中双绕组工频变压器由工频变压器和耦合变压器组成，耦合变压器高压侧绕组与传统变压器高压侧绕组串联形成组合绕组；前级电压源变换器(cv1)采用vsc结构，交流侧的三相端口连接至耦合变压器低压绕组三相端口；后级电压源变换器(cv2)采用三相四桥臂结构，其中三相交流端口连接至低压侧母线，第四桥臂的中线连接至线性负载中点和低压侧绕组中线；前级电压源变换器(cv1)和后级电压源变换器(cv2)背靠背连接，同时引出用于构建低压直流配电网的低压直流端口。3.根据权利要求1所述的一种智能配电台区主动调控与优化运行方案，其特征在于，所述步骤s2的方法为先对混合型智能配电变压器中的cv2与cv1进行小信号建模分析，再通过建模设计系统控制结构框图和整体控制方案。4.根据权利要求3所述的一种智能配电台区主动调控与优化运行方案，其特征在于，所述对混合型智能配电变压器中的cv2与cv1进行小信号建模分析的具体步骤如下：首先对混合型智能配电变压器的电力电子变压器(pet)部分进行分析，其中电力电子变压器后级电压源变换器cv2小信号模型由系统数学模型和控制系统两部分组成，控制系统输出信号通过pwm调制后输出于cv2数学模型，由所设计控制系统可知cv2外环采用定直流电压定无功功率控制，内环采用电流环控制，定义状态变量α1和α2；式中，对式(1)线性化，即可得到cv2外环控制器小信号模型如下：式中，式中，由外环控制方程可知，外环输出信号为：对式(3)线性化，并将式(2)代入，可得cv2双环控制电压外环输出小信号模型：式中，
由所设计控制系统可知，电力电子变压器cv2内环采用电流环控制，定义状态变量α3和α4，其中：外环输出信号为内环的输入信号，将式(5)线性化，并将式(4)代入，即可得到cv2内环控制器的小信号模型：式中，a4＝k
p2
a1 e2；内环控制方程线性化可得：式中，式中，将式(4)代入式(7)，可得：式中，a8＝a5 k
p2
a6a1a9＝a6a3；a
10
＝k
p1
a6a2，b3＝e2 k
p2
a6b1，b4＝a6b2；内环输出信号经过pwm调制后输出变换器桥臂开关管控制信号，pwm调制可等效为一阶惯性环节，由于pwm调制载波频率远大于开关频率，时间常数很小，理想状况下可忽略pwm调制动态特性，即认为δu
1dq
＝δu
*1dq
，cv2交流侧小信号模型如下：式中，a
13
＝a
11-a
12
a8，b5＝a
12-a
12
b3；由以上分析可得，取状态变量δx1＝[δα1δα2δα3δα4δi
1d
δi
1q
δu
dc1
]，联立式(2)、式(6)、式(5)和式(7)，即可得cv2小信号状态空间模型；对于电力电子变压器中cv1数学模型以及控制系统结构，引入瞬时功率理论计算pet输出功率，由电力电子变压器cv1输出电压和输出电流可计算瞬时功率，将其线性化：瞬时无功功率通过低通滤波器后得到平均功率，对其线性化可得低通滤波器小信号模型：
式中：ωc为低通滤波器(lpf)截止频率；假定pll输出能够准确锁定电网电压相位，δ为cv1坐标系与参考坐标系的夹角，有：δδ&＝δω-δω
com
＝-k
p
δp-δω
com
(12)cv1内环采用电压电流双闭环控制，定义状态变量β1和β2：对式(13)线性化，并将式(10)代入，锁相使得参考电压幅值位于d轴，即可得到内环控制器的小信号模型：式中，由电压环控制方程可知，将内环输出信号线性化可得：式中，式中，5.根据权利要求1所述的一种智能配电台区主动调控与优化运行方案，其特征在于，步骤s3建立引入分时电价机制的主动配电网柔性负荷调度模型的方法为基于功率分层的协调控制策略，在并网模式下根据功率分层，通过光伏、储能系统和vsc协调控制，将并网模式分为峰谷套利和台区保护两种模式。

技术总结
本发明公开了一种智能配电台区主动调控与优化运行方案。通过研究适用于传统配电系统的混合型固态智能配电变压器系列拓扑结构，提出功能高度集成的电能质量治理控制方法。通过对混合型固态配电变压器系统进行动态建模与交互耦合机理分析，评估源/荷接纳下的耦合系统稳定性，制定配电系统协调控制与优化运行策略，并开展混合型固态智能配电变压器装备研制及系统实验测试。将电力电子技术与配电网技术的深度融合，研发混合型固态智能配电变压器，能够实现对电能质量综合治理、潮流灵活调控以及源/荷集中管理，能够提高分布式新能源就地消纳率，满足用户个性化、定制化供电和接入需求。求。求。


技术研发人员：杨乐
受保护的技术使用者：国网吉林省电力有限公司四平供电公司
技术研发日：2022.10.21
技术公布日：2023/1/13