[发明专利]一种基于动态阻抗补偿的配电网无缝合环转电装置

说明书

本发明提供一种基于动态阻抗补偿的配电网无缝合环转电装置，包括：并联补偿模块、串联补偿模块、动态阻抗补偿模块、合环开关、第一接入开关、第二接入开关以及联络开关；闭合第一接入开关和第二接入开关，将无缝合环转电装置接入配电网，对串联补偿模块供电；根据从第一配电网和第二配电网采集的电压信息调节串联补偿模块输出的电压，使得合环开关两端的电压差逐渐减小为0，闭合合环开关；调节串联补偿模块输出的电压，并调节动态阻抗补偿模块的输出阻抗，使得串联补偿模块输出的电压和输出电流同相；当输出的电流值增加到等于负荷的电流值时，将第二配电网与负荷断开。本发明实现最小的容量配置，降低无缝合环转电装置的成本和体积。

技术领域

本发明属于无缝合环转电领域，更具体地，涉及一种基于动态阻抗补偿的配电网无缝合环转电装置。

背景技术

为实现中国在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和的目标，能源的开发和利用需要走绿色低碳的道路，这将促进以电力为主的能源转型进程，大力发展可再生能源发电。越来越多的储能和分布式电源接入配电网，这对配电网的安全、稳定、可靠运行提出了更高的要求。此外，随着经济的快速增长，用电负荷的增长呈现出不可阻挡的趋势，人们对供电可靠性的高度需求引起了供电部门的高度重视，0.4kV低压配电网作为电力系统的末端，直接面向各大电力用户，故安全、优质、可靠供电比以往更加重要。

目前，国内配电网采用“闭环设计，开环运行”的理念，负荷由单一电源供电，不同电源点之间通过联络开关隔离。正常情况下，联络开关处于常开状态，供电可靠性严重依赖于上级电源的健全程度和馈线的故障率，国内大部分低压停电事故都是由于馈线故障造成的，对于重要负荷而言，一次短暂的停电就可能带来经济上的巨大损失。当上级电源发生故障或馈线在负荷高峰满载时，通常会考虑采用合环转电的方法提高供电的可靠性和连续性。传统的合环转电采用先停电后转电的操作，由于存在停电间隙，用户会有停电感知，供电可靠性无法得到保障。当采用直接合环的方式，由于合环点两侧的电压幅值差、相位差不一致，再加上两台配变挡位、配变阻抗、负荷率的差异，直接合环会产生很大的合环电流，并存在至少1.8倍的合环冲击电流，在不利的情况下，过大的线路电流会引起继电保护动作，造成合环失败，有时还会扩大停电范围。因此，直接合环的方式存在一定的合环风险，目前只是在双公变房配变之间或相邻不超过150m的台区临时建立低压联络进行合环转电。显然，常规低压合环转电在合环点的选择方面具有一定的局限性，还不曾有真正意义上的无缝合环转电。

随着配电网的改造升级与用户对供电可靠性的高要求，发展无缝合环转电技术成为一种趋势。无缝合环转电不存在停电间隙，是一种安全有效的保供电技术。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于动态阻抗补偿的配电网无缝合环转电装置，旨在解决现有技术还未实现真正意义上的无缝合环转电的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于动态阻抗补偿的配电网无缝合环转电装置，包括：并联补偿模块、串联补偿模块、动态阻抗补偿模块、合环开关、第一接入开关、第二接入开关以及联络开关；

所述第一接入开关的一端连接第一配电网，另一端连接合环开关的一端和并联补偿模块的交流端；所述并联补偿模块的直流端与串联补偿模块的直流端共直流母线；所述串联补偿模块包括：三相电压源型变换器和耦合变压器，其耦合变压器的一端连接合环开关的另一端，另一端连接动态阻抗补偿模块的一端；所述动态阻抗补偿模块的另一端连接第二接入开关的一端；第二接入开关的另一端连接第二配电网母线；所述联络开关的一端连接第一配电网母线，另一端连接第二配电网母线；