CN108054759A - 一种配电网的动态电压调节装置和方法 - Google Patents
一种配电网的动态电压调节装置和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108054759A CN108054759A CN201711363361.2A CN201711363361A CN108054759A CN 108054759 A CN108054759 A CN 108054759A CN 201711363361 A CN201711363361 A CN 201711363361A CN 108054759 A CN108054759 A CN 108054759A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- distribution network
- power distribution
- voltage regulation
- state
- dynamic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000009826 distribution Methods 0.000 title claims abstract description 155
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 title claims abstract description 107
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 230000008901 benefit Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 36
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 21
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 claims description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 10
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 3
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003827 upregulation Effects 0.000 claims 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 12
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 2
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 2
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
- H02J3/16—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by adjustment of reactive power
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Abstract
本发明提供了一种配电网的动态电压调节装置和方法，装置包括旁路断路器S1、隔离开关S2、隔离开关S3、保护支路、补偿支路和调节支路，结构简单，成本低，且可靠性高。方法先确定配电网的运行状态，然后根据不同的运行状态使动态电压调节装置进入故障电流限制模式、分级调节模式、柔性调节模式或闭锁柔性调节模式。本发明提供的技术方案不仅能够实现配电网的动态电压调节，还具有短路电流限制功能，能够在配电网台区电压水平偏离合格范围的情况下，灵活调节，确保用户电压满足要求，在配电网发生短路故障时，使开关快速动作，限制短路电流，确保线路断路器可靠清除故障，同时防止短路故障造成的大面积电压跌落。
Description
技术领域
本发明涉及属于电力系统柔性交流输电领域，具体涉及一种配电网的动态电压调节装置和方法。
背景技术
随着中国经济快速发展和人民生活水平不断提高，城乡居民用电负荷出现了快速增长，低压配电网供电能力不足的问题开始显现，再加上配电网结构薄弱、供电半径过大、线路老化、线路导线截面积选型不完善的因素，造成城乡配电网低电压问题突出，电压合格率不高，严重影响了工农业和城乡居民正常用电。另外，由短路故障所导致的配电系统中区域性电压跌落、暂降等暂态或动态电压问题也日益显现，造成了电能质量的恶化，对用户的影响不容小视。与此同时，敏感性负荷大量接入配电系统，用户对电能质量的要求越来越高，不论是稳态运行过程中的电压合格率，或是暂态、动态运行过程中的电压特性及电能质量问题都成为业内关注的热点问题之一。
随着可控负荷、智能电网、微电网、分布式能源等新形态的荷、网、源的发展及应用，电源与负荷的间歇性、波动性、随机性加剧，电网形态的重构性日渐显著，这也导致了配电网电压水平、系统短路水平、电能质量具有了更多的不确定性，也为配电网的运行、控制和保护带来更大的挑战。因此，不少新技术应运而生，有些在工程实践中得到了应用。现有技术中配电网的动态电压调节装置一般采用基于IGBT等可关断器件的电路结构，虽然能够灵活响应荷、网、源的状态，同时可以对电压水平、短路电流水平和电压动态特性进行优化和控制，但是装置成本高，且可靠性低。
现有技术中配电网的电压调节主要通过有载调压和无功补偿实现，其中的有载调压采用分接开关等器件调整分接头，实现配电变压器出线侧电压调节。有载调压主要用于调节稳态的电压偏差，提升电压合格率。在配电网无功充裕时，效果明显，且具有成本低廉的优势。但是有载调压不能对功率因数进行补偿，在无功容量不足时，可能导致区域性电压失稳，也不能应对因系统扰动导致的电压波动等动态变化。其中的无功补偿主要通过常见的投切电容实现无功补偿兼电压调节，但调节精度较低，且响应速度慢。
发明内容
为了克服上述现有技术的成本高、响应速度慢、可靠性和调节精度都比较低的缺陷，本发明提供一种配电网的动态电压调节装置和方法，装置包括投切模块和本体模块，投切模块包括旁路断路器S1、隔离开关S2和隔离开关S3，本体模块包括并联的保护支路、补偿支路和调节支路，隔离开关S2、本体模块、隔离开关S3依次串联后，与旁路断路器S1并联；方法先确定配电网的运行状态，所述配电网的运行状态包括短路故障状态和非短路故障状态，然后当配电网的运行状态为短路故障状态时，使所述动态电压调节装置进入故障电流限制模式；当配电网的运行状态为非短路故障状态时，根据配电网的稳态状态使所述动态电压调节装置进入分级调节模式，或根据配电网的动态状态使所述动态电压调节装置进入柔性调节模式或闭锁柔性调节模式，最终实现配电网的动态电压调节，成本低，可靠性和调节精度都较高，且响应速度快。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种配电网的动态电压调节装置，包括投切模块和本体模块；
所述投切模块包括旁路断路器S1、隔离开关S2和隔离开关S3；
所述本体模块包括并联的保护支路、补偿支路和调节支路；
所述隔离开关S2、本体模块、隔离开关S3依次串联后，与旁路断路器S1并联。
所述旁路断路器S1位于配电线路的高压端A与低压端B之间；
所述隔离开关S2位于配电线路的高压端A与动态电压调节装置的高压端M之间；
所述隔离开关S3位于配电线路的低压端B与动态电压调节装置的低压端N之间；
所述本体模块一端连接动态电压调节装置的高压端M，另一端连接动态电压调节装置的低压端N；
所述保护支路包括金属氧化物限压器；
所述补偿支路包括多个串联的电容器；
所述调节支路包括分级电抗器、与分级电抗器串联的投切支路、交流接触器K1、交流接触器K2以及限流支路；
所述分级电抗器包括串联的电抗器L1、电抗器L2、电抗器L3和电抗器L；
所述交流接触器K1一端连接在电抗器L2与电抗器L3之间，另一端连接在电抗器L3于电抗器L之间；
所述交流接触器K2一端连接在电抗器L1与电抗器L2之间，另一端连接在电抗器L3于电抗器L之间；
所述限流支路一端与动态电压调节装置的高压端M连接，另一端连接在电抗器L3于电抗器L之间；
所述限流支路包括旁路开关K3、真空触发间隙GAP或晶闸管阀T2；
所述投切支路包括晶闸管阀T1、旁路断路器K4和取能电抗Lt；
所述旁路断路器K4和取能电抗Lt串联后，与晶闸管阀T1并联。
本发明还提供一种采用上述的配电网的动态电压调节装置调节配电网动态电压的方法，包括：
确定配电网的运行状态，所述配电网的运行状态包括短路故障状态和非短路故障状态；
当配电网的运行状态为短路故障状态时，使所述动态电压调节装置进入故障电流限制模式；
当配电网的运行状态为非短路故障状态时，根据配电网的稳态状态使所述动态电压调节装置进入分级调节模式，或根据配电网的动态状态使所述动态电压调节装置进入柔性调节模式或闭锁柔性调节模式。
所述确定配电网的运行状态，包括：
将线路电流与故障电流整定值进行对比，若线路电流达到故障电流整定值，配电网的运行状态为短路故障状态，否则配电网的运行状态为非短路故障状态。
所述当配电网的运行状态为短路故障状态时，使所述动态电压调节装置进入故障电流限制模式，包括：
所述旁路开关K3合闸，且所述金属氧化物限压器动作，限制所述动态电压调节装置两端电压升高。
所述根据配电网的稳态状态使所述动态电压调节装置进入分级调节模式，包括：
采集配电网的母线电压，并对配电网的母线电压进行归一化处理，得到母线电压有效值Ut；
根据下式确定电压稳态偏差：
ΔE＝Uts-Uref
其中，ΔE表示电压稳态偏差，Uref表示母线电压的参考电压，Uts表示巴特沃斯滤波后的母线电压；
按下述方式确定配电网的稳态状态：
(1)当-1≤ΔE＜-0.25时，所述配电网的稳态状态为严重低压状态；
(2)当-0.25≤ΔE＜-0.05时，所述配电网的稳态状态为低压超标状态；
(3)当-0.05≤ΔE＜0.05时，所述配电网的稳态状态为电压合格状态；
(4)当ΔE≥0.05时，所述配电网的稳态状态为高压超标状态；
在旁路开关K3断开、旁路断路器K4闭合均且晶闸管阀T2闭锁条件下，按下述方式确定动态电压调节装置的分级调节模式：
1)旁路断路器S1、交流接触器K1和交流接触器K2均断开时，所述动态电压调节装置的分级调节模式为低补模式，将低补模式定义为1，所述低补模式模式下，动态电压调节装置的补偿容抗按下式确定：
其中，ZC1表示低补模式模式下动态电压调节装置的补偿容抗，ω表示角频率，L表示电抗器L的电感值，L1表示电抗器L1的电感值，L2表示电抗器L2的电感值，L3表示电抗器L3的电感值，j表示虚数单位，C表示补偿支路的电容值；
2)旁路断路器S1和交流接触器K2均断开，且交流接触器K1闭合时，所述动态电压调节装置的分级调节模式为中补模式，将中补模式定义为2，所述中补模式模式下，动态电压调节装置的补偿容抗按下式确定：
其中，ZC2表示中补模式模式下动态电压调节装置的补偿容抗；
3)旁路断路器S1断开，交流接触器K1保持之前状态，且交流接触器K2闭合时，所述动态电压调节装置的分级调节模式为高补模式，将高补模式定义为3，所述高补模式下，动态电压调节装置的补偿容抗按下式确定：
其中，ZC3表示高补模式模式下动态电压调节装置的补偿容抗；
4)旁路断路器S1闭合，交流接触器K1和交流接触器K2均保持之前状态，所述动态电压调节装置的分级调节模式为旁路模式，将旁路模式定义为0，旁路模式下动态电压调节装置的补偿容抗为0；
根据配电网的稳态状态，并按下述方式确定分级调节模式的取值：
1)配电网的稳态状态为电压合格状态时，分级调节模式的取值维持不变；
2)配电网的稳态状态为低压超标状态或严重低压状态时，分级调节模式的取值上调1；
3)配电网的稳态状态为高压超标状态时，分级调节模式的取值下调1。
所述根据配电网的动态状态使所述动态电压调节装置进入柔性调节模式或闭锁柔性调节模式，包括：
根据下式确定电压动态变化分量：
Utd＝Uts-Ut
其中，Utd表示电压动态变化分量；
按下式计算晶闸管阀T1的触发角补偿量：
Δα＝UtdG1(s)G2(s)G3(s)
其中，Δα表示晶闸管阀T1的触发角补偿量；G1(s)表示隔值环节的传递函数K1表示隔值环节的增益，T1表示隔值环节的时间常数，s表示拉普拉斯算子；G2(s)表示低通滤波环节的传递函数，且K2表示低通滤波环节的增益，T2表示低通滤波环节的时间常数；G3(s)表示移相环节的传递函数，且K3表示移相环节的增益，T3和T4表示移相环节的时间常数；
将Δα与触发角门槛值进行对比，若Δα大于等于触发角门槛值，表明配电网的动态状态为电压振荡状态，此时使所述动态电压调节装置进入柔性调节模式，晶闸管阀T1导通，旁路断路器K4断开；否则表明配电网的动态状态为电压稳定状态，此时使所述动态电压调节装置进入闭锁柔性调节模式，晶闸管阀T1闭锁，旁路断路器K4闭合。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的配电网的动态电压调节装置包括投切模块和本体模块，投切模块包括旁路断路器S1、隔离开关S2和隔离开关S3，本体模块包括并联的保护支路、补偿支路和调节支路，隔离开关S2、本体模块、隔离开关S3依次串联后，与旁路断路器S1并联，装置结构简单，成本低，且可靠性高；
本发明提供的配电网的动态电压调节装置结构合理，便于制造和集成，不仅能够实现配电网的动态电压调节，还具有短路电流限制功能，能够降低故障对配电网和用户的影响，具有较强的自适应性和运行灵活性；
本发明提供的配电网的动态电压调节方法中，先确定配电网的运行状态，配电网的运行状态包括短路故障状态和非短路故障状态，然后在配电网的运行状态为短路故障状态时，使动态电压调节装置进入故障电流限制模式；并在配电网的运行状态为非短路故障状态时，根据配电网的稳态状态使动态电压调节装置进入分级调节模式，或根据配电网的动态状态使动态电压调节装置进入柔性调节模式或闭锁柔性调节模式，最终实现配电网的动态电压调节，调节精度高，且响应速度快。
本发明提供的技术方案能够在配电网台区电压水平偏离合格范围的情况下，灵活调节，确保用户电压满足要求，在配电网发生短路故障时，使开关快速动作，限制短路电流，确保线路断路器可靠清除故障，同时防止短路故障造成的大面积电压跌落。
附图说明
图1是本发明实施例1中配电网的动态电压调节装置结构图；
图2是本发明实施例2中配电网的动态电压调节方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本发明实施例1提供一种配电网的动态电压调节装置，具体结构如图1所示，图1中，M表示动态电压调节装置的高压端，N表示动态电压调节装置的低压端，A表示配电线路的高压端，B表示配电线路的低压端，C表示补偿支路中的电容器。本发明实施例提供的配电网的动态电压调节装置包括投切模块和本体模块；其中的投切模块包括旁路断路器S1、隔离开关S2和隔离开关S3，其中的本体模块包括并联的保护支路、补偿支路和调节支路，隔离开关S2、本体模块、隔离开关S3依次串联后，与旁路断路器S1并联。
上述投切模块中旁路断路器S1、隔离开关S2和隔离开关S3各自的位置如下：
其中的旁路断路器S1位于配电线路的高压端A与低压端B之间；
其中的隔离开关S2位于配电线路的高压端A与动态电压调节装置的高压端M之间；
其中的隔离开关S3位于配电线路的低压端B与动态电压调节装置的低压端N之间；
上述的本体模块一端连接动态电压调节装置的高压端M，另一端连接动态电压调节装置的低压端N。
本体模块中的保护支路包括金属氧化物限压器，本体模块中的补偿支路包括多个串联的电容器。
调节支路包括分级电抗器、与分级电抗器串联的投切支路、交流接触器K1、交流接触器K2以及限流支路；
上述的分级电抗器包括串联的电抗器L1、电抗器L2、电抗器L3和电抗器L；
上述的交流接触器K1一端连接在电抗器L2与电抗器L3之间，另一端连接在电抗器L3于电抗器L之间；
上述的交流接触器K2一端连接在电抗器L1与电抗器L2之间，另一端连接在电抗器L3于电抗器L之间；
上述的限流支路一端与动态电压调节装置的高压端M连接，另一端连接在电抗器L3于电抗器L之间；
上述调节支路中的投切支路包括晶闸管阀T1、旁路断路器K4和取能电抗Lt；其中旁路断路器K4和取能电抗Lt串联后，与晶闸管阀T1并联；
上述调节支路中的限流支路可以采用旁路开关K3，也可以采用真空触发间隙GAP或晶闸管阀T2。
本发明实施例1提供的配电网的动态电压调节装置能够提升配电网运行的安全性和供电质量，具有显著的技术和经济效益。需要特别指出，该配电网的动态电压调节装置功能的多样性和控制的灵活性，确保其能够能满足配电网在网架重构、负荷波动、分布式能源接入等多种工作条件下对电压水平、故障电流水平、电能质量等多样性指标要求，在智能电网、微电网及新能源接入等系统中具有良好的应用前景。
实施例2
本发明实施例2提供一种采用上述的实施例1的配电网的动态电压调节装置调节配电网动态电压的方法，具体流程图如图2所示，具体过程如下：
S101：确定配电网的运行状态，所述配电网的运行状态包括短路故障状态和非短路故障状态；
S102：当配电网的运行状态为短路故障状态时，使动态电压调节装置进入故障电流限制模式；当配电网的运行状态为非短路故障状态时，根据配电网的稳态状态使动态电压调节装置进入分级调节模式，或根据配电网的动态状态使动态电压调节装置进入柔性调节模式或闭锁柔性调节模式。
上述S101中，确定配电网的运行状态，的具体过程如下：
将线路电流与故障电流整定值进行对比，若线路电流达到故障电流整定值，配电网的运行状态为短路故障状态，否则配电网的运行状态为非短路故障状态。
上述S102中，当配电网的运行状态为短路故障状态时，使动态电压调节装置进入故障电流限制模式，具体过程如下：
使旁路开关K3合闸，且金属氧化物限压器动作，限制动态电压调节装置两端电压升高，实现动态电压调节装置进入故障电流限制模式。
上述S102中，当配电网的运行状态为非短路故障状态时，根据配电网的稳态状态使动态电压调节装置进入分级调节模式，具体过程如下：
1、采集配电网的母线电压，并对配电网的母线电压进行归一化处理，得到母线电压有效值Ut；
2、根据下式确定电压稳态偏差：
ΔE＝Uts-Uref
其中，ΔE表示电压稳态偏差，Uref表示母线电压的参考电压，Uts表示巴特沃斯滤波后的母线电压；
3、按下述方式确定配电网的稳态状态：
(1)当-1≤ΔE＜-0.25时，所述配电网的稳态状态为严重低压状态；
(2)当-0.25≤ΔE＜-0.05时，所述配电网的稳态状态为低压超标状态；
(3)当-0.05≤ΔE＜0.05时，所述配电网的稳态状态为电压合格状态；
(4)当ΔE≥0.05时，所述配电网的稳态状态为高压超标状态；
4、在旁路开关K3断开、旁路断路器K4闭合均且晶闸管阀T2闭锁条件下，按下述方式确定动态电压调节装置的分级调节模式：
1)旁路断路器S1、交流接触器K1和交流接触器K2均断开时，动态电压调节装置的分级调节模式为低补模式，将低补模式定义为1，低补模式模式下，动态电压调节装置的补偿容抗按下式确定：
其中，ZC1表示低补模式模式下动态电压调节装置的补偿容抗，ω表示角频率，L表示电抗器L的电感值，L1表示电抗器L1的电感值，L2表示电抗器L2的电感值，L3表示电抗器L3的电感值，j表示虚数单位，C表示补偿支路的电容值；
2)旁路断路器S1和交流接触器K2均断开，且交流接触器K1闭合时，动态电压调节装置的分级调节模式为中补模式，将中补模式定义为2，中补模式模式下，动态电压调节装置的补偿容抗按下式确定：
其中，ZC2表示中补模式模式下动态电压调节装置的补偿容抗；
3)旁路断路器S1断开，交流接触器K1保持之前状态，且交流接触器K2闭合时，所述动态电压调节装置的分级调节模式为高补模式，将高补模式定义为3，所述高补模式下，动态电压调节装置的补偿容抗按下式确定：
其中，ZC3表示高补模式模式下动态电压调节装置的补偿容抗；
4)旁路断路器S1闭合，交流接触器K1和交流接触器K2均保持之前状态，所述动态电压调节装置的分级调节模式为旁路模式，将旁路模式定义为0，旁路模式下动态电压调节装置的补偿容抗为0；
5、根据配电网的稳态状态，并按下述方式确定分级调节模式的取值：
1)配电网的稳态状态为电压合格状态时，分级调节模式的取值维持不变；
2)配电网的稳态状态为低压超标状态或严重低压状态时，分级调节模式的取值上调1；
3)配电网的稳态状态为高压超标状态时，分级调节模式的取值下调1。
上述S102中，当配电网的运行状态为非短路故障状态时，根据配电网的动态状态使动态电压调节装置进入柔性调节模式或闭锁柔性调节模式，具体过程如下：
1、根据下式确定电压动态变化分量：
Utd＝Uts-Ut
其中，Utd表示电压动态变化分量；
2、按下式计算晶闸管阀T1的触发角补偿量：
Δα＝UtdG1(s)G2(s)G3(s)
其中，Δα表示晶闸管阀T1的触发角补偿量；G1(s)表示隔值环节的传递函数K1表示隔值环节的增益，T1表示隔值环节的时间常数，s表示拉普拉斯算子；G2(s)表示低通滤波环节的传递函数，且K2表示低通滤波环节的增益，T2表示低通滤波环节的时间常数；G3(s)表示移相环节的传递函数，且K3表示移相环节的增益，T3和T4表示移相环节的时间常数；
3、将Δα与触发角门槛值进行对比，若Δα大于等于触发角门槛值，表明配电网的动态状态为电压振荡状态，此时使动态电压调节装置进入柔性调节模式，晶闸管阀T1导通，旁路断路器K4断开；否则表明配电网的动态状态为电压稳定状态，此时使动态电压调节装置进入闭锁柔性调节模式，晶闸管阀T1闭锁，旁路断路器K4闭合。
为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种配电网的动态电压调节装置，其特征在于，包括投切模块和本体模块；
所述投切模块包括旁路断路器S1、隔离开关S2和隔离开关S3；
所述本体模块包括并联的保护支路、补偿支路和调节支路；
所述隔离开关S2、本体模块、隔离开关S3依次串联后，与旁路断路器S1并联。
2.根据权利要求1所述的配电网的动态电压调节装置，其特征在于，所述旁路断路器S1位于配电线路的高压端A与低压端B之间；
所述隔离开关S2位于配电线路的高压端A与动态电压调节装置的高压端M之间；
所述隔离开关S3位于配电线路的低压端B与动态电压调节装置的低压端N之间；
所述本体模块一端连接动态电压调节装置的高压端M，另一端连接动态电压调节装置的低压端N。
3.根据权利要求2所述的配电网的动态电压调节装置，其特征在于，所述保护支路包括金属氧化物限压器；
所述补偿支路包括多个串联的电容器。
4.根据权利要求3所述的配电网的动态电压调节装置，其特征在于，所述调节支路包括分级电抗器、与分级电抗器串联的投切支路、交流接触器K1、交流接触器K2以及限流支路；
所述分级电抗器包括串联的电抗器L1、电抗器L2、电抗器L3和电抗器L；
所述交流接触器K1一端连接在电抗器L2与电抗器L3之间，另一端连接在电抗器L3于电抗器L之间；
所述交流接触器K2一端连接在电抗器L1与电抗器L2之间，另一端连接在电抗器L3于电抗器L之间；
所述限流支路一端与动态电压调节装置的高压端M连接，另一端连接在电抗器L3于电抗器L之间。
5.根据权利要求4所述的配电网的动态电压调节装置，其特征在于，所述限流支路包括旁路开关K3、真空触发间隙GAP或晶闸管阀T2；
所述投切支路包括晶闸管阀T1、旁路断路器K4和取能电抗Lt；
所述旁路断路器K4和取能电抗Lt串联后，与晶闸管阀T1并联。
6.一种采用权利要求5所述的配电网的动态电压调节装置调节配电网动态电压的方法，其特征在于，包括：
确定配电网的运行状态，所述配电网的运行状态包括短路故障状态和非短路故障状态；
当配电网的运行状态为短路故障状态时，使所述动态电压调节装置进入故障电流限制模式；
当配电网的运行状态为非短路故障状态时，根据配电网的稳态状态使所述动态电压调节装置进入分级调节模式，或根据配电网的动态状态使所述动态电压调节装置进入柔性调节模式或闭锁柔性调节模式。
7.根据权利要求6所述的采用配电网的动态电压调节装置调节配电网动态电压的方法，其特征在于，所述确定配电网的运行状态，包括：
将线路电流与故障电流整定值进行对比，若线路电流达到故障电流整定值，配电网的运行状态为短路故障状态，否则配电网的运行状态为非短路故障状态。
8.根据权利要求6所述的采用配电网的动态电压调节装置调节配电网动态电压的方法，其特征在于，所述当配电网的运行状态为短路故障状态时，使所述动态电压调节装置进入故障电流限制模式，包括：
所述旁路开关K3合闸，且所述金属氧化物限压器动作，限制所述动态电压调节装置两端电压升高。
9.根据权利要求6所述的采用配电网的动态电压调节装置调节配电网动态电压的方法，其特征在于，所述根据配电网的稳态状态使所述动态电压调节装置进入分级调节模式，包括：
采集配电网的母线电压，并对配电网的母线电压进行归一化处理，得到母线电压有效值Ut；
根据下式确定电压稳态偏差：
ΔE＝Uts-Uref
其中，ΔE表示电压稳态偏差，Uref表示母线电压的参考电压，Uts表示巴特沃斯滤波后的母线电压；
按下述方式确定配电网的稳态状态：
(1)当-1≤ΔE＜-0.25时，所述配电网的稳态状态为严重低压状态；
(2)当-0.25≤ΔE＜-0.05时，所述配电网的稳态状态为低压超标状态；
(3)当-0.05≤ΔE＜0.05时，所述配电网的稳态状态为电压合格状态；
(4)当ΔE≥0.05时，所述配电网的稳态状态为高压超标状态；
在旁路开关K3断开、旁路断路器K4闭合均且晶闸管阀T2闭锁条件下，按下述方式确定动态电压调节装置的分级调节模式：
1)旁路断路器S1、交流接触器K1和交流接触器K2均断开时，所述动态电压调节装置的分级调节模式为低补模式，将低补模式定义为1，所述低补模式模式下，动态电压调节装置的补偿容抗按下式确定：
<mrow>
<msub>
<mi>Z</mi>
<mrow>
<mi>C</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>j&omega;L</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>j&omega;L</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>j&omega;L</mi>
<mn>3</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<mi>j</mi>
<mi>&omega;</mi>
<mi>L</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>/</mo>
<mo>/</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mrow>
<mi>j</mi>
<mi>&omega;</mi>
<mi>C</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中，ZC1表示低补模式模式下动态电压调节装置的补偿容抗，ω表示角频率，L表示电抗器L的电感值，L1表示电抗器L1的电感值，L2表示电抗器L2的电感值，L3表示电抗器L3的电感值，j表示虚数单位，C表示补偿支路的电容值；
2)旁路断路器S1和交流接触器K2均断开，且交流接触器K1闭合时，所述动态电压调节装置的分级调节模式为中补模式，将中补模式定义为2，所述中补模式模式下，动态电压调节装置的补偿容抗按下式确定：
<mrow>
<msub>
<mi>Z</mi>
<mrow>
<mi>C</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>j&omega;L</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>j&omega;L</mi>
<mn>2</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<mi>j</mi>
<mi>&omega;</mi>
<mi>L</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>/</mo>
<mo>/</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mrow>
<mi>j</mi>
<mi>&omega;</mi>
<mi>C</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中，ZC2表示中补模式模式下动态电压调节装置的补偿容抗；
3)旁路断路器S1断开，交流接触器K1保持之前状态，且交流接触器K2闭合时，所述动态电压调节装置的分级调节模式为高补模式，将高补模式定义为3，所述高补模式下，动态电压调节装置的补偿容抗按下式确定：
<mrow>
<msub>
<mi>Z</mi>
<mrow>
<mi>C</mi>
<mn>3</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>j&omega;L</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mo>+</mo>
<mi>j</mi>
<mi>&omega;</mi>
<mi>L</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>/</mo>
<mo>/</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mrow>
<mi>j</mi>
<mi>&omega;</mi>
<mi>C</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
其中，ZC3表示高补模式模式下动态电压调节装置的补偿容抗；
4)旁路断路器S1闭合，交流接触器K1和交流接触器K2均保持之前状态，所述动态电压调节装置的分级调节模式为旁路模式，将旁路模式定义为0，旁路模式下动态电压调节装置的补偿容抗为0；
根据配电网的稳态状态，并按下述方式确定分级调节模式的取值：
1)配电网的稳态状态为电压合格状态时，分级调节模式的取值维持不变；
2)配电网的稳态状态为低压超标状态或严重低压状态时，分级调节模式的取值上调1；
3)配电网的稳态状态为高压超标状态时，分级调节模式的取值下调1。
10.根据权利要求9所述的采用配电网的动态电压调节装置调节配电网动态电压的方法，其特征在于，所述根据配电网的动态状态使所述动态电压调节装置进入柔性调节模式或闭锁柔性调节模式，包括：
根据下式确定电压动态变化分量：
Utd＝Uts-Ut
其中，Utd表示电压动态变化分量；
按下式计算晶闸管阀T1的触发角补偿量：
Δα＝UtdG1(s)G2(s)G3(s)
其中，Δα表示晶闸管阀T1的触发角补偿量；G1(s)表示隔值环节的传递函数K1表示隔值环节的增益，T1表示隔值环节的时间常数，s表示拉普拉斯算子；G2(s)表示低通滤波环节的传递函数，且K2表示低通滤波环节的增益，T2表示低通滤波环节的时间常数；G3(s)表示移相环节的传递函数，且K3表示移相环节的增益，T3和T4表示移相环节的时间常数；
将Δα与触发角门槛值进行对比，若Δα大于等于触发角门槛值，表明配电网的动态状态为电压振荡状态，此时使所述动态电压调节装置进入柔性调节模式，晶闸管阀T1导通，旁路断路器K4断开；否则表明配电网的动态状态为电压稳定状态，此时使所述动态电压调节装置进入闭锁柔性调节模式，晶闸管阀T1闭锁，旁路断路器K4闭合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711363361.2A CN108054759B (zh) | 2017-12-18 | 一种配电网的动态电压调节装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711363361.2A CN108054759B (zh) | 2017-12-18 | 一种配电网的动态电压调节装置和方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108054759A true CN108054759A (zh) | 2018-05-18 |
| CN108054759B CN108054759B (zh) | 2024-04-30 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102074962A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-05-25 | 中电普瑞科技有限公司 | 复合开关型分级式可控并联电抗器装置 |
| CN102214917A (zh) * | 2011-06-15 | 2011-10-12 | 中电普瑞科技有限公司 | 一种智能型故障电流限制器 |
| CN104701853A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-06-10 | 国家电网公司 | 10kV配网串联补偿装置及调控方法 |
| CN105703370A (zh) * | 2016-03-08 | 2016-06-22 | 全球能源互联网研究院 | 一种串补与换流器结合的统一潮流控制器 |
| CN106786435A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-05-31 | 合肥普望电子有限责任公司 | 一种短路故障限流装置 |
| CN106849105A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-06-13 | 南阳金冠智能开关有限公司 | 低压配电线路智能调节装置 |
| CN207664626U (zh) * | 2017-12-18 | 2018-07-27 | 北方工业大学 | 一种配电网的动态电压调节装置 |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102074962A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-05-25 | 中电普瑞科技有限公司 | 复合开关型分级式可控并联电抗器装置 |
| CN102214917A (zh) * | 2011-06-15 | 2011-10-12 | 中电普瑞科技有限公司 | 一种智能型故障电流限制器 |
| CN104701853A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-06-10 | 国家电网公司 | 10kV配网串联补偿装置及调控方法 |
| CN105703370A (zh) * | 2016-03-08 | 2016-06-22 | 全球能源互联网研究院 | 一种串补与换流器结合的统一潮流控制器 |
| CN106786435A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-05-31 | 合肥普望电子有限责任公司 | 一种短路故障限流装置 |
| CN106849105A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-06-13 | 南阳金冠智能开关有限公司 | 低压配电线路智能调节装置 |
| CN207664626U (zh) * | 2017-12-18 | 2018-07-27 | 北方工业大学 | 一种配电网的动态电压调节装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102121957B (zh) | 大容量无功功率动态补偿装置性能测试系统 | |
| CN108321815A (zh) | 一种低压配电网电能质量控制系统及方法 | |
| CN102832630B (zh) | 一种电能质量一体化治理装置 | |
| CN102832631B (zh) | 一种电能质量一体化治理方法 | |
| CN204349457U (zh) | 一种无功补偿滤波装置 | |
| CN101981526A (zh) | 无功功率补偿电路 | |
| CN104578084B (zh) | 一种动态无功补偿装置与avc相结合的控制系统 | |
| CN105552920A (zh) | 一种基于馈线负荷分支电压灵敏度的含分布式电源的10kV馈线电压调整控制方法 | |
| CN106058868A (zh) | 一种配变谐平装置 | |
| CN103269079A (zh) | 一种基于静态、暂态电压稳定约束的无功补偿配置方法 | |
| CN104734161B (zh) | 一种可变串联电抗动态调压无功补偿方法及其装置 | |
| CN105977972B (zh) | 一种串补与换流器结合的静止同步串联补偿装置 | |
| CN106208098B (zh) | 一种svg和固定无功补偿设备的协调控制方法和系统 | |
| CN110544953A (zh) | 一种特高压直流故障后的稳态电压校核方法及系统 | |
| CN102904265A (zh) | 一种基于区间潮流的变电站电压无功控制方法和系统 | |
| Ismael et al. | Hosting capacity enhancement of electrical distribution systems under sinusoidal and non-sinusoidal conditions | |
| CN108054759A (zh) | 一种配电网的动态电压调节装置和方法 | |
| CN208094195U (zh) | 一种低压配电网电能质量控制系统 | |
| Adware et al. | Power quality enhancement in a wind farm connected grid with a fuzzy-based STATCOM | |
| Adejumobi et al. | Harmonics mitigation on industrial loads using series and parallel resonant filters | |
| Nagesh et al. | Power flow model of static VAR compensator and enhancement of voltage stability | |
| CN105939011B (zh) | 一种变电站三绕组变压器阻抗值的优化方法 | |
| Wang et al. | Reactive power planning with transient process stability constraint | |
| CN108054759B (zh) | 一种配电网的动态电压调节装置和方法 | |
| CN206602364U (zh) | 一种低压电容柜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |