[发明专利]含同步相量信息的智能配电网协调控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种含同步相量信息的智能配电网协调控制系统及方法；该系统利用微型同步相量测量技术进行配电网智能化建设，实现了在配电网，基于微型PMU信息融合及分布式电源接入的网、源、荷协调控制，解决了大规模分布式电源和电动汽车接入配电网的安全可靠问题，实现了分布式能源、多样化负荷与配电网的友好互动。该系统面向配电网调度、运检及自动化等运行维护人员，支持配电网运行监控、运行管理等日常配调业务需求，能够实现控制系统主站与配网自动化系统的信息交互，以及确保数据交互和操作的准确性与实时性，从而在保障配电网的安全、经济、优质运行方面具有很高的应用价值。

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化领域，具体涉及含同步相量信息的智能配电网协调控制系统及方法。

背景技术

为了适应能源和环境的发展需求，我国将大力推动分布式电源、电动汽车充换电设施和供需互动的发展，预计至2020年我国风电和光伏装机将分别达到2.1亿和1.05亿千瓦，且增量以分布式接入为主；分散式和集中式充电桩将分别达到480万和1.2万座，供需互动能力也将显著增强。因此，我国配电网的安全可靠运行也将面临新的挑战，如配电网将更加的电力电子化，运行方式多变；负荷也将多元化且具有互动性；分布式发电增多，发电的间隙性和随机性问题突出；微网和孤岛形态逐渐显现。

从感知角度而言，配电网运行状态难以准确快速刻画；同时，配电网故障特征更加复杂，故障状态难以准确描述；从控制角度来说，准确性差，缺乏主动控制能力。研究表明，在配电网中引入同步相量测量和时间同步基准，是应对配电网感知与控制挑战的关键和有效的技术手段。国内外在输电网，PMU已规模化应用，但由于配电网在运行中有许多独特的问题，如配电网的线路分支情况要比主网复杂，负荷预测中的不确定因素比主网更加复杂等，导致PMU在配电网的应用较少。目前国内外在配电网方面PMU的使用才刚刚起步，含有同步相量信息的智能配电网协调控制系统研究更是鲜有报道。

发明内容

本发明的目的是针对同步相量测量装置PMU在配电网中的应用问题，提出一种利用配电网微型同步相量测量技术进行配电网智能化建设的智能配电网协调控制系统及方法，为解决大规模分布式电源和电动汽车接入配电网的安全可靠问题提供系统支持，对实现分布式能源、多样化负荷与配电网的友好互动，具有重大意义。

为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案。

一方面，本发明提供了含同步相量信息的智能配电网协调控制系统，所述系统包括设备层、终端层、通信层和主站层；所述设备层包括配电网关键节点、大型充电站、新能源发电站和微电网；所述终端层下挂在设备层下层，其包括设置在配电网关键节点的用于同步采集相量数据的同步相量测量装置PMU；

所述通信层包括无线传输和光纤传输；

所述同步相量测量装置PMU通过光纤或无线与主站及相量数据集中器PDC之间通信；

所述主站层包括总线架构、操作系统、支撑平台和主站控制系统；

所述总线架构包括高速数据总线和海量数据总线；

所述高速数据总线，用于接收同步相量测量装置PMU采集的数据并将数据推送至海量数据总线；所述海量数据总线，用于将外部系统数据及PMU数据推送至主站控制系统。

进一步地，所述海量数据总线遵循IEC 61970的公用信息模型CIM和基于OPC UA的组件接口规范CIS，在基本的SCADA应用基础上将数据传输到主站控制系统。

进一步地，所述外部系统包括配电自动化系统、调度自动化系统、生产管理系统、营销系统和用户用电信息采集系统。

进一步地，所述同步相量测量装置PMU采用高精度微型同步相量测量装置PMU，其电压电流测量幅值误差≤0.2％，频率误差<0.005Hz，角度误差<0.05度。