[发明专利]一种背靠背柔性合环开关状态切换方法

说明书

本发明公开一种背靠背柔性合环开关状态切换方法，包括以下步骤：1)若该侧电网发生故障时，变流器与故障侧电网脱离从而工作在电压源模式，即为Vf模式；如果该侧电网恢复，该侧变流器由Vf模式经过与电网预同步后切换为PQ模式，运行于U_dcQ控制模式下的变流器不需要变动；2)若运行于U_dcQ控制模式下的变流器侧电网失电，此时该侧应由U_dcQ模式切换至Vf模式；而另一侧变流器应由PQ模式切换至U_dcQ模式，待到电网恢复后，重新预同步并网。采用柔性切换策略，会大幅度降低强制切换下交流侧电压和电流的冲击量，减小对交直流侧设备的影响，具有一定的实际应用价值。

技术领域

本发明属于配电网电力电子装置的控制策略领域，涉及一种背靠背柔性合环开关状态切换方法。

背景技术

随着各种分布式新能源的广泛并网、电动汽车的灵活接入，以及用户侧的优质服务与灵活互动，发展面向未来综合能源体系的智能配电系统已成为世界各国的广泛共识。特别是在电力系统末端、直接面向电力用户的配电网层面，随着调控手段和电源类型的不断丰富，通过提高供电系统的利用率和配电网运行性能来保障关键核心负荷的供电品质成为智能配电网的重要关注点。

智能配电网的发展主要集中在二次系统方面，而受限于短路容量、电磁环网等问题，配电网一次系统仍被迫采用闭环设计、开环运行的供电方式。这种传统配网的调控主要依靠变压器分接头调整、常规开关通断控制等手段，调控速度慢、灵活性不足，且经常存在倒闸操作、合环电流冲击、安全性、可靠性等问题。柔性合环开关作为一种新型设备，用以替代传统联络开关。它能够准确控制其所连接两侧馈线的有功与无功功率，实现交流两侧电网的异步互联，同时可以实现快速的通断控制，防止故障问题的传播。柔性合环开关的引入彻底改变了传统配电网闭环设计、开环运行的供电方式，避免了开关变位造成的安全隐患，大大提高了配电网控制的实时性与快速性，为配电网的运行带来了诸多益处。

传统配电网仍大量采用断路器作为联络开关，不能实现合环运行，无法保证联络开关处关键负荷的供电连续性。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种背靠背柔性合环开关状态切换方法，该方法考虑两侧关键负荷供电连续性，可以对两侧关键负荷实现双电源供电，大大提高了供电可靠性。

本发明采用的技术方案如下：

一种背靠背柔性合环开关状态切换方法，包括以下步骤：

柔性合环开关运行时，中间直流环节电压保持恒定，强电网侧的变流器为定直流侧电压控制模式，即为U_dcQ模式；另一侧变流器在并网状态下，工作在电流源模式，即为PQ模式；

1)若运行于PQ控制模式下的变流器侧电网发生故障时，变流器与故障侧电网脱离从而工作在电压源模式，即为Vf模式；如果该侧电网恢复，该侧变流器由Vf模式经过与电网预同步后切换为PQ模式，运行于U_dcQ控制模式下的变流器不需要变动；

2)若运行于U_dcQ控制模式下的变流器侧电网失电，此时该侧应由U_dcQ模式切换至Vf模式；而另一侧变流器应由PQ模式切换至U_dcQ模式，待到电网恢复后，重新预同步并网。

作为本发明的进一步改进，柔性合环开关工作在三种控制模式下的电流内环控制部分是相同的，具体包括：

变流器内部需要实时记录内环控制器给定的参考值；不同模式切换时，将上一时刻记录的状态值赋予下一时刻的外环控制器的状态，使得控制器输出前后平滑过渡，减小切换过程中电流内环给定参考值的跃升；

故障隔离过程的平滑运行时，需要对电网相位进行实时检测与追踪，当发生故障时，故障侧变流器在上一时刻记录的相位值基础上继续运行，确保变流器控制器切换过程中相位的连续。