[发明专利]一种交直流混合配电网负荷不间断安全转供方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种负荷不间断安全转供方法，特别涉及交直流混合配电网负荷不间断安全转供方法。

背景技术

直流技术是解决现有配电网存在问题的有效手段之一，交直流混合的配用电更适合未来发展。交直流混合的配用电系统不仅可更好地接纳高密度的分布式能源和直流负荷，而且可缓解城市电网站点走廊有限与负荷密度高的矛盾，同时在负荷中心提供动态无功支持，提高系统安全稳定水平并降低损耗。由此可见，交直流混合配用电是未来的一个重要发展趋势。

在交直流混合配电网中，直流网与交流网可以实现相互支撑，尤其是发生交流侧故障时，多端不间断负荷转供可以为交直流混合配电网的安全运行提供有力支持。采用负荷不间断安全转移控制技术，进而解决传统转移过程中的短时供电中断问题，相应成为交直流混合配电网运行和调度的重要功能之一。

目前，国内外现有的专利和非专利文献对交直流混合配电网负荷不间断安全转供方法研究较少，赵彪等作者在中国电机工程学报发表的《基于柔性中压直流配电的能源互联网系统》(2015年第35卷第19期)一文指出交流配电母线出现故障，为了保证交流电网中的重要负荷不断电，两端交直流能源互联网在功率富余的前提下，可以工作在定交流电压控制模式，以便给交流电网提供短时支援，但尚未给出具体的实现方法。因此，需要进一步构建合理的交直流混合配电网中负荷不间断安全转供方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提出一种交直流混合配电网负荷不间断安全转供方法，提供对交流系统负荷的不间断电压/频率支撑，实现故障等异常状态下交流系统负荷的不间断安全转供。

同时，当某换流站交流侧出现故障时，本发明可以在切换该换流站控制模式的同时快速调整其他换流站的控制模式，以保障直流网的电压恒定，同时采用实时以太网解决不间断安全转供中多个换流站控制模式切换与保护装置配合的问题。本发明采用的对应实时以太网标准包含但不仅限于Ethernet/IP、Profinet、P-Net、InterBus、Vnet/IP、TCnet、EtherCAT、PowerLink、EPA、Modbus-RTPS等。

应用本发明的交直流混合配电网包含交流系统、直流网以及换流站。所述的换流站即AC/DC双向变流器。交流系统通过换流站接入直流网，多个交流系统通过直流网互联。其中：

所述的直流网包括直流输出型分布式能源、交流输出型分布式能源、交流负荷、直流负荷、DC/AC变换器、DC/DC变换器、直流断路器，以及直流线路，其中，所述直流线路接入换流站的直流侧，多个直流断路器与直流线路连接；直流断路器通过DC/AC变换器接入交流输出型分布式能源或者交流负荷；直流断路器通过DC/DC变换器接入直流输出型分布式能源或者直流负荷。

所述的交流系统包含交流线路、并网开关、交流断路器、交流负荷和交流母线。其中，交流负荷接入交流母线，交流母线通过并网开关接入对应的交流线路，并通过交流断路器接入换流站的交流侧。

所述的换流站的控制器为换流站控制器，换流站控制器通过通信接口接入实时以太网。所述并网开关的保护控制器为并网开关保护控制器，并网开关保护控制器通过通信接口接入实时以太网。交直流混合配电网调度系统的通信接口接入实时以太网。换流站控制器、并网开关保护控制器以及交直流混合配电网调度系统三者通过实时以太网进行通信。其中，换流站控制器主要负责调整换流站的控制模式，如直流侧电压控制、有功/无功功率控制、交流恒压恒频或者交流下垂控制等模式，以及调节相应模式下的运行参量。换流站获取换流站的静态信息-额定容量S_C,rated，采样换流站直流侧电压，并采样换流站的交流侧电压、电流信号，计算获取该换流站的交流侧有功功率P_C、无功功率Q_C，以及控制标志位F_C，并将上述数据与其他异常处理信息向交直流混合配电网调度系统传输。同时，通过实时以太网接收交直流混合配电网调度系统下达的该换流站优先权值Pr_C、运行功率指令与调整信息，以及并网开关保护控制器传输的并网开关分/合状态。

并网开关保护控制器采样并网开关的分/合状态并向实时以太网发布，并接收交直流混合配电网调度系统下达的控制指令，输出相应的并网开关分闸/合闸信号。同时在交流线路电压、电流异常情况下输出并网开关分闸/合闸信号。