[发明专利]基于相位补偿的配电网合环环流在线抑制方法

说明书

本发明涉及一种基于相位补偿的配电网合环环流在线抑制方法，属于电力电子技术领域。本发明针对存在相位差的电网合环情况，利用所设计串联变压器和四象限变流器分别进行静态、动态电压补偿。基于电压矢量叠加原理，设计串联移相变压器以补偿两进线端之间的电压差，同时采用四象限变流器进行电压动态补偿，实现电压和相位的在线精准调节实现在线不停电倒负荷。本发明成果的进一步实施和推广，将有助于在全网范围内降低因倒负荷而造成的停电问题，减小电网冲击，进一步提高电网供电的可靠性，保证电网的稳定运行，提高系统的安全性能。

技术领域

本发明涉及一种基于相位补偿的配电网合环环流在线抑制方法，属于电力电子技术领域。

背景技术

由于我国配电网结构采取“闭环设计，开环运行”的形式，在电网运行过程中，无法避免因检修、故障等原因而进行倒负荷操作。为了更好地保证用电质量，避免因以上原因造成的停电，调度人员往往通过合环倒负荷的方式进行合环转供电。而配电线路能否进行合环操作的关键在于经计算获得的合环环流是否小于相应线路的保护定值，如果计算结果小于保护定值一定的值时，即可进行合环倒负荷操作。

由于国外电网的结构和布线与中国电网有很大不同，国外研究机构对配电网负荷的研究很少，但是，以美国、欧盟、日本为主的发达国家的研究机构在电力电子变压器及其相关技术的研究处于领先地位。鉴于电力电子变压器的高度可控性及其在电力质量、无功优化等方面优于常规变压器的优势，利用其可以对电压的幅值和相位进行灵活控制，因此已具备了抑制合环环流的硬件基础，然而电力电子变压器在可靠性、成本、绝缘性和效率等方面还有很大不足，尚不能大规模应用在电力系统配电网的大功率场合。

国内各研究机构对于低压配电网的合环研究尚处在探索的阶段，相关的研究成果也主要集中在无相位差合环后的稳态电流计算等方面。华北电力大学和天津大学的研究机构对低压配电网联合运行的安全分析和评估方法进行了研究，分别建立了配电网动态等值模型，通过牛顿-拉夫逊等潮流计算方法分别分析了合环过程中所产生的暂态、稳态电流变化对电力系统继电保护装置造成的影响，并相应建立了配套合环分析的软件。

目前，对于低压配电网合环安全性评估技术的研究在各省网、市局供电所已陆续展开，但是，大多数只是针对电源进线端相位差为零情况下的系统合环问题，对于相位差30°的系统合环问题还未形成成熟的应用方法。主要原因在于这种存在相位差的合环场合，具有十分明显的地域特点。

针对存在30°的相位差的系统合环问题，有一种传统的解决方案是直接串联移相变压器，消除30°的相位差以达到合环的条件，目前已在部分电站进行试运行。但是，由于直接串联移相变压器的容量与线路容量相同，成本偏高，且其设计只能固定补偿30°相位差，无法对系统误差进行实时调节，仍然需要电力调度人员凭借计算及操作经验进行合环操作，因此并没有得到普遍的应用。

发明内容

本发明目的是为了解决针对现有进线端存在相位差的变电站进行电路检修时成本高、易断电造成生活不便的问题，提供一种基于相位补偿的配电网合环环流在线抑制方法，该方法针对存在相位差的电网合环情况，利用所设计串联变压器和四象限变流器分别进行静态、动态电压补偿。基于电压矢量叠加原理，设计串联移相变压器以补偿两进线端之间的电压差，同时采用四象限变流器进行电压动态补偿，实现电压和相位的在线精准调节实现在线不停电倒负荷。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

基于相位补偿的配电网合环环流在线抑制方法，通过在线路中增加串联变压器，对电网电压进行静态补偿。静态补偿的作用是补偿电站两个进线端之间存在的相位差。经过静态补偿之后，即将进行合环操作的两条线路的电压已基本相同；