一种临近配电台区功率协调控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及电网调度，具体涉及一种临近配电台区功率协调控制系统及其控制方法。

背景技术：

1、近年来，随着以光伏为代表的分布式新能源发电和电动汽车充电飞速发展，发电与用电的不确定性和波动性加大了配电网规划及控制难度，由于高比例分布式发电和电动汽车充电接入而引起的配电台区变压器正反向重过载问题普遍发生。

2、目前，可以通过增加变压器容量来解决重过载问题，但这会带来长时段的轻载运行，造成设备负载率偏低等问题，以致给配电网的安全稳定和经济运行带来重大挑战。

技术实现思路

1、为了克服上述缺陷，本发明提出了一种临近配电台区功率协调控制系统及其控制方法。

2、第一方面，提供一种临近配电台区功率协调控制系统，所述临近配电台区功率协调控制系统包括：

3、由至少2个相邻的配电台区组成的台区群、多端口能量路由器和就地控制器；

4、所述多端口能量路由器的各交流端口通过交流联络线路与台区群中各配电台区的变压器低压侧相连；

5、所述多端口能量路由器的各交流端口为独立的ac/dc双向电力电子模块，各ac/dc双向电力电子模块通过直流母线互联；

6、所述就地控制器，用于对所述多端口能量路由器的各端口进行功率控制。

7、优选的，所述多端口能量路由器的直流端口通过dc/dc模块接入分布式发电单元、储能单元和/或负荷。

8、进一步的，所述多端口能量路由器的直流端口通过直流母线与所述多端口能量路由器的各交流端口互联。

9、优选的，所述交流联络线路为0.4kv交流联络线路，采用三相四线或三相五线制。

10、优选的，所述ac/dc双向电力电子模块的控制模式为恒功率控制模式。

11、优选的，所述直流母线的电压为300-900v。

12、优选的，所述就地控制器具体用于：

13、实时监测各配电台区变压器的负载率；

14、获取负载率的绝对值，并获取其中的最大值和最小值；

15、设有功功率从交流侧流向直流侧为正，反之为负，当所述负载率上限超出负载率上限且所述最大值对应的端口的实时有功功率为正向功率时，调节所述最大值对应的端口发出的有功功率增加pstep；当所述负载率上限超出负载率上限且所述最大值对应的端口的实时有功功率为负向功率时，调节所述最大值对应的端口吸收的有功功率增加pstep；

16、其中，pstep为预设调节步长。

17、进一步的，所述就地控制器具体用于：

18、当配电台区变压器三相电流不平衡度超过设定值时，控制对应端口三相非对称运行，对不平衡电流进行补偿。

19、进一步的，所述就地控制器具体用于：

20、当配电台区变压器功率因数超过设定值时，控制对应端口发出或吸收无功功率，对相应变压器进行无功补偿。

21、第二方面，提供一种临近配电台区功率协调控制系统的控制方法，所述方法包括：

22、实时监测各配电台区变压器的负载率；

23、获取负载率的绝对值，并获取其中的最大值和最小值；

24、设有功功率从交流侧流向直流侧为正，反之为负，当所述负载率上限超出负载率上限且所述最大值对应的端口的实时有功功率为正向功率时，调节所述最大值对应的端口发出的有功功率增加pstep；当所述负载率上限超出负载率上限且所述最大值对应的端口的实时有功功率为负向功率时，调节所述最大值对应的端口吸收的有功功率增加pstep；

25、其中，pstep为预设调节步长。

26、优选的，所述实时监测各配电台区变压器的负载率之前包括：

27、各配电台区将自身变压器信息上传至配电台区内的融合终端；

28、融合终端通过通信网络将变压器信息上传至配电云主站，并采用高速电力载波通信方式将变压器信息注入到与能量路由器相连的交流联络线路；

29、就地控制器通过就地通信方式从交流母线上采集变压器信息。

30、进一步的，所述变压器信息包括下述中的至少一种：三相电压、三相电流、三相频率、三相正反向有功功率、三相正反向无功功率、功率因数、台区变负载率、变压器故障/告警状态、断路器位置状态。

31、进一步的，当配电台区变压器三相电流不平衡度超过设定值时，控制对应端口三相非对称运行，对不平衡电流进行补偿。

32、进一步的，当配电台区变压器功率因数超过设定值时，控制对应端口发出或吸收无功功率，对相应变压器进行无功补偿。

33、第三方面，提供一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；

34、所述处理器，用于执行一个或多个程序；

35、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现所述的临近配电台区功率协调控制系统的控制方法。

36、第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现所述的临近配电台区功率协调控制系统的控制方法。

37、本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：

38、本发明提供了一种临近配电台区功率协调控制系统及其控制方法，包括：由至少2个相邻的配电台区组成的台区群、多端口能量路由器和就地控制器；所述多端口能量路由器的各交流端口通过交流联络线路与台区群中各配电台区的变压器低压侧相连；所述多端口能量路由器的各交流端口为独立的ac/dc双向电力电子模块，各ac/dc双向电力电子模块通过直流母线互联；所述就地控制器，用于对所述多端口能量路由器的各端口进行功率控制。本发明提供的技术方案，实现台区变压器的容量互济和配网储能的容量共享，增加分布式发电的就近消纳能力和电动汽车充电桩的接入能力，降低配电网功率峰谷差距，兼顾台区变压器三相不平衡治理与无功补偿，提高配电网设备负载率，从而提升配电网安全稳定和经济运行水平，具体的：

39、本发明采用多端口能量路由器，通过各端口功率的协同控制，实现临近配电台区变压器容量均衡使用，达到总体动态增容的目的，有助于在较短时间内解决配电变压器重过载和轻载交替出现的问题。

40、本发明的多端口能量路由器就地对控制器，通过高速电力载波方式与台区融合终端通信，获取台区变压器运行信息，减少通信电缆铺设的困难。

41、本发明在控制逻辑中引入控制周期和调节步长，把维持直流侧母线电压在合理范围作为控制参考手段，能够快速收敛，确保各配电台区变压器不越限，且不会引起各模块功率反复波动。

42、本发明的能量路由器可兼顾台区三相不平衡治理和无功补偿。

技术特征：

1.一种临近配电台区功率协调控制系统，其特征在于，所述系统包括：由至少2个相邻的配电台区组成的台区群、多端口能量路由器和就地控制器；

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多端口能量路由器的直流端口通过dc/dc模块接入分布式发电单元、储能单元和/或负荷。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多端口能量路由器的直流端口通过直流母线与所述多端口能量路由器的各交流端口互联。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交流联络线路为0.4kv交流联络线路，采用三相四线或三相五线制。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述ac/dc双向电力电子模块的控制模式为恒功率控制模式。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述直流母线的电压为300-900v。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述就地控制器具体用于：

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述就地控制器具体用于：

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述就地控制器具体用于：

10.一种基于权利要求1-9任一项所述的临近配电台区功率协调控制系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述实时监测各配电台区变压器的负载率之前包括：

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述变压器信息包括下述中的至少一种：三相电压、三相电流、三相频率、三相正反向有功功率、三相正反向无功功率、功率因数、台区变负载率、变压器故障/告警状态、断路器位置状态。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，当配电台区变压器三相电流不平衡度超过设定值时，控制对应端口三相非对称运行，对不平衡电流进行补偿。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，当配电台区变压器功率因数超过设定值时，控制对应端口发出或吸收无功功率，对相应变压器进行无功补偿。

15.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；

16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求10至14中任意一项所述的临近配电台区功率协调控制系统的控制方法。

技术总结本发明涉及电网调度技术领域，具体提供了一种临近配电台区功率协调控制系统及其控制方法，包括：由至少2个相邻的配电台区组成的台区群、多端口能量路由器和就地控制器；所述多端口能量路由器的各交流端口通过交流联络线路与台区群中各配电台区的变压器低压侧相连；所述多端口能量路由器的各交流端口为独立的AC/DC双向电力电子模块，各AC/DC双向电力电子模块通过直流母线互联；所述就地控制器，用于对所述多端口能量路由器的各端口进行功率控制。本发明提供的技术方案，实现台区变压器的容量互济和配网储能的容量共享，增加分布式发电的就近消纳能力和电动汽车充电桩的接入能力，降低配电网功率峰谷差距，从而提升配电网安全稳定和经济运行水平。技术研发人员：华光辉,周济,李晨,刘海璇,卜强生,荆江平,张大林,栗峰,笪涛,马骏毅,周邺飞,周昶,朱文韬,沙洲,祝建军,赵墨渲受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/12