[发明专利]一种保护控制一体化配置的柔性合环调电方法及装置

权利要求书

1.一种保护控制一体化配置的柔性合环调电方法，其特征在于主要包括以下步骤：

步骤S1，通过分析配电网络结构，确认配电网络功率截面的截面选择；

步骤S2，仿真合环瞬间对供电系统的影响；

步骤S3，分析调电过程中各种故障发生的可能并提出应对策略；

步骤S4，为保证合环最小冲击，进行UPFC的控制策略；

步骤S5，捕捉合环操作时刻，并在系统合闸最优时刻完成合环操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤S1中所述的分析配电网络结构主要是结合包括配电网的开关容量、CT规格和线缆线径信息，仿真合环操作后本配电网络中的电流最大点和最小点，选择此处作为柔性合环感控终端的安装点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤S2中所述的仿真合环瞬间对供电系统的影响，主要包括以下步骤：进行合环仿真计算，按照支路功率为变量，提出基于叠加原理和前推回代法的两阶段算法，计算配电网合环潮流，建立两个网络模型：开环运行的网络模型即纯辖射状网络模型和仅保留环状支路与合环点处电压源的纯环状网络模型；通过两阶段迭代来求解潮流问题，第一阶段迭代计算开环运行的网络潮流，得出合环开关两端电压差，而第二阶段迭代不断修正合环开关两侧负荷功率达到整体收敛，从而得出配电网合环潮流，最终确认合环操作是否会对供电网络造成较大的冲击。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤S3中所述的分析调电过程中各种故障发生的可能并提出应对策略，主要是配置三段式电流保护：瞬时电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护；其中，瞬时电流速断保护按照躲开线路某一点的最大短路电流整定，只要线路上的电流超过整定值保护立即动作，没有延时；限时速断保护作为电流速断保护的后备，延时1个继保配合时差；过电流保护按照躲开最大负荷电流整定，在限时速断保护动作时限的基础上再延迟延时1个继保配合时差，继保配合时差可配置。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤S4中所述的为保证合环最小冲击，进行UPFC的控制策略主要包括调节UPFC的出力，控制串联补偿电压，使得循环电流最小，达到快速平衡功率分布。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤S5中所述的捕捉合环操作时刻，并在系统合闸最优时刻完成合环操作，主要包括以下步骤：保护DSP收到管理CPU的仿真单元仿真通过命令后，开启执行单元，开始做调电工作，同时开启保护计算程序，对电网安全提供保护功能；当调电工作的需求均满足，保护DSP通过CPLD操作相应的出口继电器，完成调电工作。

7.一种如权利要求1-6任一所述保护控制一体化配置的柔性合环调电方法的装置，其特征在于所述装置包括两个子单元，分别为柔性合环调电终端和柔性合环感控终端，柔性合环调电终端，用于采集配电网潮流功率截面信息实时传送给柔性合环感控终端，配备充电保护，当合环故障电流过大时，跳开分段开关，当确认合环仿真结果可行后捕捉合环操作时刻；柔性合环感控终端，接收配电网潮流功率截面信息并加以分析，仿真合环操作前后的网络潮流，并快速调节UPFC的出力，确保合环冲击最小。

8.根据权利要求7所述的调电装置，其特征在于所述的调电装置采用FPGA作为内部总线通讯裁决器，管理CPU+保护DSP+FPGA实现功能，大量计算、核对、仿真工作由管理CPU和FPGA完成，从而减轻了DSP和局部总线的运行载荷，提高了装置的效率和安全性。

9.根据权利要求8所述的调电装置，其特征在于所述的FPGA按照支路功率为变量，基于叠加原理和前推回代法的两阶段算法，实时分析计算配电网合环潮流，管理CPU根据实时采集的配电网络功率截面信息，在原有配电网络上进行仿真模拟操作，并按照模拟操作结果，快速调节UPFC的出力；保护DSP除了开启保护计算程序，对电网安全提供保护功能同时当调电工作的需求均满足，保护DSP还通过CPLD操作相应的出口继电器，完成调电工作。

10.根据权利要求8所述的调电装置，其特征在于所述的DSP与管理CPU均通过本地总线连接FPGA，FPGA对外提供8个百兆网络接口，每个百兆网络接口连接一个以太网控制器；其中4个以太网控制器各自独立连接到一个光纤收发器，光纤收发器连接到外部的以太网光纤；另外4个以太网控制器均独立连接到各自的RJ45网络连接器，RJ45网络连接器连接到外部以太网。