[发明专利]一种端口故障自动穿越的功率控制方法和系统

说明书

本发明提供了一种端口故障自动穿越的功率控制方法和系统，该方法包括：判定多端口电力电子变压器的主端口是否发生故障；当确定主端口发生故障时，判断故障前主端口功率为正还是负；当确定故障前主端口功率为负时，主端口的储能控制模块从非主端口中选择输出功率调节优先级最高的非主端口为新的主端口；当确定故障前主端口功率为正时，主端口的储能控制模块自动切换到输入功率调节优先级最高的非主端口；本发明能够在主端口故障的情况下，按照预设的优先级自动找到新的主端口进行储能控制，使得整个PET正常工作。

技术领域

本发明涉及配电网技术领域，具体涉及多端口电力电子变压器的主端口发生故障时的功率控制处理方法和系统。

背景技术

电力电子变压器(Power Electronic Transformer，PET)又叫电子电力变压器(Electronic Power Transformer，EPT)，是一种基于大功率电力电子变换技术及控制和能量传递的智能的电力变压器，通过大功率的电子器件及电力电子整流、逆变技术，实现电能在电网中的传输。

常用的电力电子变压器为多端口电力电子变压器(MPPET)，如图1所示，端口数为n(n≧2，n为正整数)，MPPET的端口分别标注为端口1，端口2……端口n。

采用电力电子技术，MPPET每个端口的功率都是可以控制的，根据能量守恒原理，当内部没有储能时，所有端口的功率之和必须严格为0，否则会因为功率不匹配而产生很大的电压或电流应力，造成电力系统中设备的损坏，且由于功率控制很难保证完全的准确，因此常规情况下，只控制n个端口中的n-1个端口的功率，剩下一个端口的功率自动调节来匹配实现。

在实际应用中，为了给MPPET各个端口的功率匹配留有一定的余量，MPPET内部还会有一定的储能元件，最常用的是电容储能，系统正常工作时，储能电容上会有一定的能量存储，当各端口功率不匹配的时候，多余或者欠缺的能量会在储能电容上充放电，这样短时间的能量不匹配就不会对MPPET产生很大的电压或电流应力。因此，加入电容储能之后，多端口的功率控制就只需要控制所有端口的功率之和在一定时间段内的平均值为0就可以了，大大降低了对控制响应速度的要求。

如图2所示，内部包含储能的MPPET通常采用的功率控制方式如图2，MPPET包含n端口，通过潮流调度算法模块分别计算出其中n-1个端口的功率参考，如图2中的P2_ref，P3_ref，...，Pn_ref，通过端口功率控制将该端口的功率控制在参考值上(其中负载端口的功率是由负载决定的)；剩余一个端口的功率参考则通过“储能控制”产生，也就是依据MPPET内部的储能变化量动态调整该端口的功率参考，传统MPPET的控制在正常运行时可以根据潮流优化算法任意设定各个端口之间的功率。

在传统MPPET控制方法中，储能控制是MPPET正常工作的关键，用于储能控制的端口认为是MPPET的主端口。因此，如果这个端口出现故障，则储能控制就不能正常工作，剩下的端口就不能满足功率之和等于0的基本要求，MPPET就有可能整机保护，给电力系统带来严重的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的端口故障自动穿越的功率控制方法和系统，提出了一种新的控制方式，能够在电力电子变压器的主端口发生故障的情况下，按照预设的优先级自动找到新的主端口进行储能控制，控制电力系统正常工作，使得端口满足功率之和等于0的基本要求，实现MPPET的整机保护，具有良好的经济效益和实用价值。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例的第一方面，提供一种端口故障自动穿越的功率控制方法，该方法包括：判定多端口电力电子变压器的主端口是否发生故障；当确定主端口发生故障时，判断故障前主端口功率为正还是负；当确定故障前主端口功率为负时，主端口的储能控制模块从非主端口中选择输出功率调节优先级最高的非主端口为新的主端口；当确定故障前主端口功率为正时，主端口的储能控制模块从非主端口中选择输入功率调节优先级最高的非主端口为新的主端口。