[发明专利]一种柔性智能直流电力局域网电力系统实现方法

权利要求书

1.一种柔性智能直流电力局域网电力系统实现方法

这种柔性智能直流电力局域网电力系统，使用的是一种智能直流半导体电力变换器；电网包含一个直流半导体电力主源变换器，允许包含若干个直流半导体电力副源变换器，允许包含若干个直流半导体电力中间变换器，包含若干个直流半导体电力负载变换器，包含相应的输电线路；这种柔性智能直流电力局域网电力系统，通过电力源变换器接受来自电力主网提供的电力，直接或经由中间电力变换器向电力负载变换器提供电力，终端用电设备只能通过显式或隐式电力负载变换器接受电网电力；网内用户发电设备也能够将产生的电力通过逆向电力变换器送入直流电力局域网；这种柔性智能直流电力局域网电力系统的所有设备，受控于它的智能电网管理系统；这种柔性智能直流电力局域网电力系统的管理系统，在硬件结构上，主要包括中央控制计算机、网络控制器和节点控制器三部分；在功能上，中央控制计算机与网络控制器一起担负主要的系统管理任务，中央控制计算机偏重于执行一些计划性、宏观性、人工介入性强、数据以及计算量大的电力系统管理任务；网络控制器偏重于执行一些系统的适时性强的现场电力系统调控任务；节点控制器主要担负当前网络层面运行数据、状态信息采集、处理与电力调控；这种柔性智能直流电力局域网电力系统，它的电网特性及管理系统技术要求，其特征在于：

电网电压

·1类电网输入电压    35000    V   AC

·2类电网输入电压    10000    V   AC

·3类电网输入电压    35000    V   DC

·4类电网输入电压    10000    V   DC

·1类顶层网络电压    DC

·2类顶层网络电压    DC

·3类顶层网络电压    DC

·1类中间层网络电压  DC

·2类中间层网络电压  DC

·3类中间层网络电压  DC

·1类底层网络电压    DC

·2类底层网络电压    DC

在构建这种电网系统时，电网电压可以根据实际情况，在上述类别中匹配设定；电网电压可以在设定允许范围内波动，并接受相关联电力变换器的调控；

电网电流

电网电流可在较大范围内波动，受相关电力变换器、输电线路、设定允许值的限制，并接受相关联电力变换器的调控；

智能半导体电力变换器

每一套半导体电力变换器都配有一个微控制单元，担负电力变换和电网智能调控任务；直流半导体电力主源变换器配有网络控制器；其余电力变换器配有节点控制器；

电网内发电设备

允许电网内挂接多台发电设备，所产生的电力通过逆向电力变换器，将直流电力送入该电力网；

电网终端用电设备或底层网络

电网终端用电设备或底层网络必须通过称之为电力负载变换器，接入电网；该电力负载变换器满足所带负载的电力需求，并实施对其进行智能化调控和管理；

电力线路

网内输电为两线电力线输电模式，且附带有一条地线，电力变换器采取非隔离共零位线连接方式；在电力非源变换器处，零位线与地线采取不同点接地方式接地；在电力源变换器处，零位线与地线采取同点接地方式接地；

与正向电力变换器匹配的节点控制器

□用PWM调制方式，控制降压型电力变换器，调控的要求是：根据上、下端电力供求双方电力运行状态以及设定的条件，进行动态调整，以满足电网系统要求；

□具备电网运行状态自测与监控功能，它包括：对电网短路，电网漏电，电网线路耗损，电网超压、欠压，超负荷，零位线电压超值等运行状态识别和电网保护；

□根据自身、上、下游控制器以及网络控制器的调控需求；做出相应的调控响应；

□具有合理的调配电力负荷时序分布功能；

□利用通讯系统，传输电网运行状态、命令和数据；

□设置智能电力计量以及浮动式计费功能；

与逆向电力变换器匹配的节点控制器

□用PWM调制方式控制升压型电力变换器，调控的要求是：在满足特定的条件下，将发电设备产生的电力，尽可能多的送入电网；或者，在满足下述条件下，将下层网络的电力送入上层网络，这些条件是：在正向电力变换器处于关断情况下，当前网络层电压仍然高于设定值范围，设定值在最大允许值的70％-90％范围内选取；或者，在正向电力变换器处于关断情况下，当前网络层电压虽然未高于设定值范围，但系统已经作出判断，当前网络层的电力较为富裕，需要向其它网络做电力调配时；

□具备电网运行状态自测与监控功能；

□根据自身、上、下游控制器以及网络控制器的调控需求，做出相应的调控响应；

□将发电设备产生的电力送入电网的节点控制器，需要具备智能电力计量功能；

□利用通讯系统，传输电网运行状态、命令和数据；

网络控制器电网管理软件的架构和功能要求

□控制直流半导体电力主源变换器，将国家电网的电力，按照设定的要求，送入这种柔性智能直流电力局域网；

□担负该电力系统现场系统管理以及电网顶层管理任务；

□向中央控制计算机报告电网运行数据和状态信息，接收中央控制计算机发送来的控制命令和数据；接收和处理由节点控制器发来的电网现场运行数据和状态信息，向节点控制器发出电网现场运行数据、状态信息和调控命令；

□电网运行状态自测与监控；

□智能电力计量以及浮动式计费功能；

中央控制计算机电网管理软件架构和功能要求

□担负该电力系统系统综合管理任务；

□编排、调整电力系统运行计划、模态、电力系统参量；向网络控制器发送电力系统参量、电力系统调控命令、数据；接收并处理网络控制器发送来的运行数据和状态信息；

□电网运行状态自测与监控；

□电网及用户电量、电费统计。