[发明专利]一种利用电力电子器件SOP解决馈线故障的方法

说明书

本发明公开了属于电力电子设备在配电网中的应用领域的一种利用SOP解决馈线故障的方法，该方法是针对含重要用户的配电网区域，面向多端柔性互联需求，充分利用了SOP的不间断转供能力，以提升配电网运行经济性和重要用户的供电可靠性为目标，对SOP进行合理规划，建立了SOP双层规划模型；以及SOP八状态可靠性模型，对SOP进行合理规划，实现提升配电网运行经济性和重要用户的供电可靠性的目的。提升了用户的供电可靠性需求，既发挥了SOP优化潮流的作用，又发挥了其不间断转供能力、故障恢复能力和系统自愈能力，有利于SOP的推广应用。

技术领域

本发明属于电力电子设备在配电网中的应用领域，特别涉及一种利用电力电子器件SOP解决馈线故障的方法。

背景技术

配电网是电力系统从生产到用户的最后环节，与用户紧密相连，直接影响了用户的电能质量和供电可靠性。国际大电网会议(CIGRE)于2008年提出了主动配电网的概念，旨在提高用户服务质量和管理性能指标，通过提高配电系统的可靠性，减少用户的供电中断以及停电分钟损失，并优化配电网运行模式，通过加强对配电网的灵活控制提高配电网的运行经济性。近年来，重要用户对电能质量与供电可靠性需求不断提升，为实现我国现有配电网的升级改造，以满足新能源、电动汽车、多元化负荷等新要素的发展要求，国家能源局于2015年发布了《配电网建设改造行动计划(2015——2020年)》，在现实需求与政策利好的双重激励下，配电网的架构及模式正在发生重大变化，逐渐发展成为电力供应的优质服务平台。主动配电网技术以及面向配电网的电力电子器件SOP(soft open points)得到了各国学者的重视，而其中，SOP的关键技术逐渐成为配电网领域一个新的研究热点。SOP是一种全控型电力电子器件，与传统联络开关相比，无机械操作机构，能够实时响应控制指令，且不受动作次数限制，运行寿命更长，由于SOP在直流部分实现解耦，馈线的故障电流易于切断，馈线故障对系统冲击影响更小。因此，相比于网络重构，SOP的不间断转供能力更适合未来配电网的发展需求，极大地提高了配电网运行控制的灵活性和快速性。然而，当前SOP的投资和运行维护成本较高，无法在配电网中大范围安装使用，因此，对SOP的合理应用配置是一个亟待解决的问题。

在《南方电网技术》第9卷第11期出版的《基于潮流介数的SOP配置及主动配电系统优化》，该技术考虑了分布式电源与负荷的波动性，提出了适用于配电网的线路潮流介数的概念，并将其应用于SOP的配置分析；在《中国电机工程学报》第37卷第7期出版的《考虑分布式电源运行特性的有源配电网智能软开关SOP规划方法》，该技术基于Wasserstein距离的最优场景生成技术进行典型场景构建，采用场景分析法解决DG与负荷的随机性问题；在《IEEE Transactions on Power Systems》第32卷第2期出版的《Strategic Valuation ofSmart Grid Technology Options in Distribution Networks》，该技术提出了一种新的随机规划模型，该模型考虑了需求侧响应，协调电压控制和SOP，还考虑了DG装置主动发电削减的可能性。考虑了分布式电源的波动性、负荷的多样性等因素，但未考虑用户的供电可靠性。

发明内容

本发明的目的是提出一种利用电力电子器件SOP解决馈线故障的方法。其特征在于，针对含重要用户的配电网区域，面向多端柔性互联需求，充分利用了SOP的不间断转供能力，以提升配电网运行经济性和重要用户的供电可靠性为目标，对SOP进行合理规划，建立了SOP双层规划模型；以及SOP八状态可靠性模型；

所述SOP八状态可靠性模型是基于MMC换流单元的可靠性模型变化过来的。基于MMC换流单元及其子模块的物理结构，分析4种运行模式，分析了子模块故障率与电压载荷的关系，基于桥臂均压策略，采用数学归纳法建立了子模块相继故障下桥臂阀组可靠性动态变化模型，在此基础上修正了单端MMC可靠性模型，并基于马尔可夫方法建立了柔性多状态开关八状态可靠性模型。