CN108649575A - 交直流混合微电网及其保护控制中心和保护控制方法 - Google Patents

交直流混合微电网及其保护控制中心和保护控制方法 Download PDF

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Abstract

一种交直流混合微电网及其保护控制中心和保护控制方法，所述交直流混合微电网包括交流网络、直流网络和保护控制中心，所述保护控制中心分别通过通讯网络与所述交流网络和所述直流网络连接，所述保护控制中心根据设定的保护控制策略，针对交直流混合微电网的故障状态和正常运行状态分别建立对应的优化目标和模型，采用优化算法计算并求得所述交直流混合微电网重构运行的最优方案，按照所述最优方案控制所述交流网络和/或所述直流网络，调整所述交流网络和/或所述直流网络的电气连接和运行模式，使所述交流网络和/或所述直流网络根据实时运行状况在故障和非故障情况下均能进行主动重构。本发明还公开了该交直流混合微电网的保护控制方法。

Description

交直流混合微电网及其保护控制中心和保护控制方法
技术领域
本发明涉及一种交直流混合微电网，特别是一种具有智能重构功能的交直流混合微电网及其保护控制中心和保护控制方法。
背景技术
随着电力电子变换器相关技术领域的快速发展，传统交流电力系统的拓扑结构和运行模式正在面临新的变化。交直流混合电网由于同时具有交流、直流供电网络，得到越来越多的关注。但是交直流混合电网的保护与控制系统同时对交流、直流网络进行协同控制的能力不足。此外，交直流混合微电网的智能重构运行还不成熟，上述缺陷均是本领域亟需解决的问题。
因此，迫切需要从整个交直流混合电网的安全高效运行出发，考虑在故障和正常运行情况下整个电气系统的直流电网和交流电网的智能重构功能，实现交直流混合微电网的保护与控制的协调与优化运行。
发明内容
鉴于上述问题提出了本发明，以便提供一种至少部分地解决上述问题的具有智能重构功能的交直流混合微型电网及其保护控制中心和保护控制方法，适用于输电网、配电网等不同电压等级以及发电厂、智能家庭和楼宇配电系统等不同场景。
为了实现上述目的，本发明提供了一种交直流混合微电网的保护控制中心，其中，所述交直流混合微电网包括交流网络、直流网络和保护控制中心，所述保护控制中心分别与所述交流网络和所述直流网络连接，所述保护控制中心根据设定的保护控制策略，针对交直流混合微电网的故障状态和正常运行状态分别建立对应的优化目标和模型，采用优化算法计算并求得所述交直流混合微电网重构运行的最优方案，按照所述最优方案控制所述交流网络和/或所述直流网络，调整所述交流网络和/或所述直流网络的电气连接和运行模式，使所述交流网络和/或所述直流网络根据实时运行状况在故障和非故障情况下均能进行主动重构。
上述的交直流混合微电网的保护控制中心，其中，所述保护控制中心通过控制继电保护装置和电力电子变换器分别与所述交流网络和所述直流网络相互连接并实现双向能量流动。
上述的交直流混合微电网的保护控制中心，其中，所述电力电子变换器包括双向DC/DC变换器和双向DC/AC变换器，所述保护控制中心通过通信网络分别与所述双向DC/DC变换器和双向DC/AC变换器连通，所述双向DC/DC变换器与所述直流网络连接，所述双向DC/AC变换器与所述交流网络连接，双向DC/DC变换器和双向DC/AC变换器共同汇集连接到直流母线并进而将直流网络和交流网络进行连接。
上述的交直流混合微电网的保护控制中心，其中，所述交流网络包括交流负荷、交流保护装置和发电机，所述交流负荷、交流保护装置和发电机均连接在电路网络中，所述交流负荷、交流保护装置、双向DC/AC变换器和发电机分别通过所述通信网络与所述保护控制中心连接。
上述的交直流混合微电网的保护控制中心，其中，所述直流网络包括直流负荷、光伏装置、储能装置、直流保护装置和风电装置，所述直流负荷通过所述通信网络与所述保护控制中心连接，所述光伏装置、储能装置和风电装置分别通过所述双向DC/DC变换器和保护装置接入到直流电气网络并分别通过所述通信网络与所述保护控制中心连接。
为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种交直流混合微电网的保护控制方法，其中，用于上述的保护控制中心，包括如下步骤：
S100、通过所述保护控制中心实时检测交直流混合微电网的运行状态，并判断和确定所述交直流混合微电网运行在故障状态或正常状态；
S200、如果所述保护控制中心初步判断所述交直流混合微电网运行在故障状态，则主动对故障发生位置的相关装置进行检索获得所述故障装置的运行信息和系统当前的运行情况，并对所述故障装置和整个/局部微电网进行精确的状态估计和状态识别；
S300、如果判断所述故障状态为真实故障，则发出警报，并检索所述保护控制中心的决策表或决策树以确定所述故障状态下对所述微电网系统进行主动重构的最优重构方案，并生成最优重构指令；
S400、所述保护控制中心将得到的所述最优重构指令发送到所述相关设备进行执行，并记录结果和准确时间。
上述的交直流混合微电网的保护控制方法，其中，还包括如下步骤：
S310、如果判断所述故障状态为非真实故障，则判断所述交直流混合微电网的保护装置的开关动作是否有误；
S320、若判断结果为是，则发送重合闸指令到保护装置进行执行，并记录结果和准确时间；
S330、若判断结果为否，则记录结果和准确时间。
上述的交直流混合微电网的保护控制方法，其中，还包括如下步骤：
S210、如果所述保护控制中心初步判断所述交直流混合微电网运行在正常运行状态下，则所述保护控制中心进一步评估所述交直流混合微电网的运行状态是否发生变化；
S220、如果所述交直流混合微电网的运行状态发生变化，则所述保护控制中心以潮流最优或系统运行费用最低为优化目标建立数学优化模型，计算得到所述交直流混合微电网的所述最优重构方案并生成所述最优重构指令，发送所述最优重构指令到相关设备进行执行；
S230、如果所述交直流混合微电网维持原有运行状态，则以系统运行费用最低或潮流最优为优化目标建立数学优化模型，对所述交直流混合微电网的运行状态进行微弱调整。
上述的交直流混合微电网的保护控制方法，其中，所述交直流混合微电网的保护装置通过通讯网络与保护控制中心联通，并根据所述最优重构指令进行关/开操作，对所述交直流混合微电网的电气连接、网络拓扑进行重构调整。
为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种交直流混合微电网，其中，包括上述的保护控制中心，且采用上述的保护控制方法进行在故障和非故障情况下进行主动重构。
本发明的技术效果在于：
本发明建立了以电力电子变换器为基础的且具有智能重构功能的交直流混合微电网及其保护控制中心和保护控制方法，公开了一种主动重构的系统控制策略并解决了保护与控制系统的协同配合问题，使交直流混合微电网系统在故障和正常状态下，都能够根据系统的运行状态进行主动调整，优化了系统运行并提高了供电可靠性。本发明的交直流混合微电网以电力电子变换器为基础，适用于各种电压等级包括输电网系统和配电网系统，电力电子变换器和保护装置能改变交直流混合微电网的运行状态和电气连接，从而使整个电气系统更为灵活、主动地进行重构运行，提高了安全性和经济性。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
以下附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1为本发明一实施例的交直流混合微电网结构示意图；
图2为本发明一实施例的保护控制中心示意图；
图3为本发明一实施例的保护控制中心工作原理示意图；
图4为图3的保护控制中心控制下一系统工作状态改变示意图；
图5为本发明一实施例的保护控制方法流程图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。
参见图1，图1为本发明一实施例的交直流混合微电网结构示意图。为了解决上文所述的问题，本发明实施例提供了一种交直流混合微电网，所述交直流混合微电网包括交流网络、直流网络、通讯网络和保护控制中心，所述保护控制中心通过通讯网络分别与所述交流网络和所述直流网络连接，所述保护控制中心根据设定的保护控制策略，针对交直流混合微电网的故障状态和正常运行状态分别建立对应的优化控制目标和模型，采用优化算法计算并求得所述交直流混合微电网重构运行的最优方案，按照所述最优方案管理和控制所述交流网络和/或所述直流网络，调整所述交流网络和/或所述直流网络的电气连接和运行模式，使所述交流网络和/或所述直流网络根据实时运行状况在故障和非故障情况下均能进行主动重构。其中，所述交直流混合电气系统通过电力电子变换器分别与所述交流网络和所述直流网络相互连接并实现双向能量流动。所述电力电子变换器包括双向DC/DC变换器和双向DC/AC变换器，所述保护控制中心通过通信网络分别与所述双向DC/DC变换器和双向DC/AC变换器连通，所述双向DC/DC变换器与所述直流网络连接，所述双向DC/AC变换器与所述交流网络连接。
其中，“双向DC/DC变换器”是完成直流向直流进行转换(DC/DC)的电力电子变换器装置；而“双向DC/AC变换器”完成直流向交流或交流向直流进行转换(DC/AC)的电力电子变换器装置，此外两种变换器根据运行需要都能实现双向电能变换。因为直流电和交流电有较为明显的区别，故出现两种主要类型：“双向DC/DC变换器”、“双向DC/AC变换器”。双向DC/DC变换器、保护装置、直流负荷和通讯网络主要组成了DC电网，双向DC/AC变换器、发电机、保护装置、交流负荷和通讯网络构成了AC电网，并在保护控制中心的协同管理下运行。通过对保护装置和电力电子变换器等设备的连通与控制，系统的电气连接和设备的运行模式均可做出调整变化，使交直流混合电网根据实时运行状况进行主动重构，在故障和非故障情况均能实现灵活、高效、可靠运行。本实施例中，所述交流负荷、交流保护装置、双向DC/AC变换器和发电机均连接在电路网络中，并分别通过所述通信网络与所述保护控制中心连通。所述直流网络包括直流负荷、光伏装置、储能装置、直流保护装置和风电装置，分别通过所述通信网络与所述保护控制中心连通，所述光伏装置、储能装置和风电装置分别通过所述双向DC/DC变换器与所述直流总线和直流电网连接。
参见图2，图2为本发明一实施例的保护控制中心示意图。如图2所示，保护控制中心通过通讯网络与微电网中包括发电设备、储能设备、保护装置在内的电气设备进行联通。保护控制中心通过对系统中的电气设备进行实时的监控，对各设备的运行情况和系统潮流等信息进行采集处理。混合电网的保护控制中心通过通讯网关可以光纤、无线等多种通信方式与系统中的电气设备进行连通，实时检测系统中各电气设备的开关动作量、模拟量、数字量等运行参数。
交直流混合电网内部的保护控制中心对整个电气网络的一次、二次设备进行连通监控，实时根据既定管理控制策略对系统的重构运行进行调度。一次设备包括发电设备指直接与发电-输电-配电功能有关的所有设备，如发电机，断路器，电流/电压互感器，变压器，避雷器，隔离开关等。二次设备是指与控制保护有关的设备，如保护继电器，通讯设备，控制开关，指示灯，测量仪表等。混合电网的保护控制中心实时监测系统运行状态，并根据监测到的系统状态信息判断混合电网系统是否运行在故障或是正常状态。
参见图3及图4，图3为本发明一实施例的保护控制中心工作原理示意图，图4为图3的保护控制中心管理控制下一系统工作状态改变示意图。所述交直流混合微电网的保护装置根据所述最优重构指令进行关/开操作，对所述交直流混合微电网的电气连接、网络拓扑进行重构调整。如果在正常运行状态下，保护控制中心进一步评估系统运行状态是否发生较大变化，如负载加减、发电波动、储能变化等。根据系统运行状态变化情况，保护控制中心以潮流最优或运行费用最低为目标建立数学优化模型，并计算得到最优重构方案，然后发送到相关设备进行执行。电力电子变换器、保护设备、发电机等根据重构指令，进行调整改变自身的运行状态。电力电子变换器可根据重构指令进行发电量的调整、工作模式的切换改变等，如在发电逆变模式、有源电力滤波器(APF)模式、可控整流模式、停机模式之间进行重构调整。保护装置可根据保护控制中心的重构指令进行关/开操作，对系统电气连接、网络拓扑进行重构调整。通过继电保护装置的开/关或启/停动作，可对系统中的线路和电气设备进行接通/断开操作，进而通过多个继电保护装置的开/关控制对多个线路和电气设备的接通/断开进行重构组合，完成整个交直流混合电力系统电气连接的调整变化。如图3所示，保护装置还可采用单刀多掷开关等设备，进行投切状态调整，使系统运行状态做出改变。如果系统运行状态变化较小，则以潮流最优或运行费用最少为优化目标对发电单元进行调度委任，对系统运行做微弱调整。
下面以确定系统运行成本费用最小作为目标函数为例，建立线性优化模型：
C(X,Y)＝CTX+BTY，其中整数变量X是电气设备的委任量，包括发电设备的启/停、保护装置的开/关、电力电子变换器工作模式(如逆变发电模式、可控整流模式、APF有源滤波模式、停机模式)等；连续变量Y是系统的调度量，包括发电设备和储能设备的发电量、可控负荷的耗电量等。X和Y是待求解量，通过X的不同解可完成系统的不同的重构组合，变量Y确定在X重构组合下，各设备准确的运行值。
CTX是系统中设备状态委任费用，包括发电设备的启/停、保护装置的开/关、电力电子变换器工作模式(如逆变发电模式、APF有源滤波模式、停机模式)等委任费用；通过X的不同解可控制系统运行的重构组合情况。
BTY是系统运行调度费用，包括对发电设备和储能设备的发电量、可控负荷的耗电量等进行控制调度的费用。
s.t.
DTX≤E (2)
FTY≤G (3)
HTX+KTY＝L (4)
MTX+NTY≤J (5)
X binary (6)
上式中，(1)是系统运行的优化控制目标，(2)-(6)是系统运行的约束条件，可根据系统的实际运行情况进行模型的建立。
在模型(1)-(6)建立完成后，存储在保护控制中心，经过决策表或决策树对模型进行调用和求解，从而得到系统重构运行的最优方案，最后发送到各电气设备执行相关操作。需进行监控的相关设备包括微电网中的传统发电机、储能装置、电力电子变换器、变压器、保护装置、测量装置等。保护控制中心可使用最小二乘估计或人工智能模型(如人工神经网络、支持向量机、马尔科夫链)等多种方法或其组合对系统中电气设备的模拟量和数字量进行精确的状态估计和识别，还可对系统中风、光等新能源发电量进行估计预测，对负荷用电量和负荷特性进行识别和预测，以及对系统中其他状态量进行估计、识别和预测等。
通过继电保护装置的开/关动作，可对电力系统中线路和电气设备进行接通/断开操作，进而通过多个继电保护装置的开/关或启/停控制系统中多个线路的接通/断开，以实现电力线路和电力设备的电气连接重构并完成整个交直流混合电力系统电气连接的调整变化。也可采用单刀多掷开关，在开关处直接完成电气连接点的改变调整，从而完成电气连接的变化(如图3所示电气开关)。对于设备的运行模式的调整，保护控制中心通过通讯系统与电气设备进行信息的双向收发，使电气设备根据系统指令要求完成工作模式的调整变化。包括发电设备的启/停、保护装置的开/关、电力电子变换器工作模式(如逆变发电模式、可控整流模式、APF有源滤波模式、停机模式)等。经过对保护设备、电力电子变换器、储能设备、传统发电机等多种电气设备的管理控制，整个交直流混合微电网的电气连接和设备的工作模式均可做出主动调整，从而实现系统的主动重构。
如果保护控制中心根据实时监控信息初步判断系统运行在故障状态，则立即对故障发生点相关设备进行信息检索并进行精确的状态估计和识别。如果判断是真实故障则发出警报，并自动检索决策表或决策树确定该情况下主动重构的优化目标，如恢复供电耗时最短、恢复供电费用最低等。通过计算将得到的最优方案发送到相关设备进行执行，并记录准确时间。如果保护控制中心判断不是真实故障，则检索相关保护设备是否有误动作，如果有误动作则尝试进行重合闸，发送到相关保护装置进行执行。如下表所示，决策表或决策树将不同运行状况与不同的优化控制模型对应，如微电网在并网或孤岛运行下的优化控制策略、不同线路或设备故障下的优化控制策略等。
状况 Case 1 Case 2 …… Case n
优化控制策略 策略1 策略2 …… 策略n
在完成系统的状态估计与识别确定系统的运行状态下，如上表根据不同的运行状况所对应的优化控制策略，对系统进行相应的管理控制。
参见图5，图5为本发明一实施例的保护控制方法流程图。本发明的交直流混合微电网的保护控制方法，用于上述的保护控制中心，包括如下步骤：
步骤S100、通过所述保护控制中心实时监测交直流混合微电网的运行状态，并判断所述交直流混合微电网运行在故障状态或正常状态；
步骤S200、如果所述保护控制中心初步判断所述交直流混合微电网运行在故障状态，则主动对故障发生位置的相关设备进行检索获得所述故障装置的运行信息，并进行所述故障装置的精确状态估计和识别；
步骤S300、如果判断所述故障状态为真实故障，则发出警报，并检索所述保护控制中心的决策表或决策树以确定所述故障状态下对所述电力系统进行主动重构的最优重构方案，并生成最优重构指令；
步骤S400、所述保护控制中心将得到的所述最优重构指令发送到所述故障发生位置的相关设备进行执行，并记录结果和准确时间。
本实施例中，还可包括如下步骤：
步骤S310、如果判断所述故障状态为非真实故障，则判断所述交直流混合微电网的保护装置的开关动作是否有误；
步骤S320、若判断结果为是，则发送重合闸指令到保护装置进行执行，并记录结果和准确时间；
步骤S330、若判断结果为否，则记录结果和准确时间。
本实施例中，还可包括如下步骤：
步骤S210、如果所述保护控制中心初步判断所述交直流混合微电网运行在正常运行状态下，则所述保护控制中心进一步评估所述交直流混合微电网的运行状态是否发生变化；
步骤S220、如果所述交直流混合微电网的运行状态发生变化，则所述保护控制中心以系统潮流最优或运行费用最低为优化目标建立数学优化模型，计算得到所述交直流混合微电网的所述最优重构方案并生成所述最优重构指令，发送所述最优重构指令到相关设备进行执行；
步骤S230、如果所述交直流混合微电网维持原有运行状态，则以系统运行费用最低或潮流最优为优化目标建立数学优化模型，对所述交直流混合微电网的运行状态进行微弱调整。
通过以上保护控制方法，可根据实时优化控制改变系统运行状态和电气连接，从而使整个电气系统更为灵活、主动的进行重构运行，提高电气系统运行的安全性和经济性。
本发明的交直流混合微电网以电力电子变换器为基础，在保护与控制系统协调配合下具有主动重构功能。交直流混合电网内包括电力电子变换器和保护装置在内的所有电气设备都通过内部的通信网与保护控制中心相连通，并接受保护控制中心的实时监控管理。其中，混合电网的保护控制中心实时监测系统运行状态，并根据检测到的设备信息和状态判断系统是否运行在故障或是正常状态。如果在正常运行状态下，保护控制中心进一步评估系统运行状态是否发生较大变化，如负载加减、发电波动、储能剩余等。如果系统运行状态发生变化，保护控制中心以系统潮流最优或运行费用最低为目标建立数学优化模型，并计算得到系统最优重构方案，然后发送到相关设备进行执行。如果系统运行维持原有运行状态，则以运行费用最低或潮流最优为优化目标，对系统运行做微弱调整。
如果混合电网的保护控制中心初步判断系统运行在故障状态，则主动对相关设备进行检索取得相关信息并进行精确状态估计和识别。如果判断是真实故障则发出警报，并检索决策表或决策树确定该情况下主动重构功能的优化目标，如恢复供电耗时最短、恢复供电费用最低等。通过计算将得到的最优方案发送到相关设备进行执行，记录准确时间。如果保护控制中心判断不是真实故障，则尝试进行重合闸，发送相关指令到保护装置进行执行。
本发明兼具故障和正常状态下保护控制中心对系统进行主动重构运行功能，优化了交直流混合电网的经济运行，提高了供电可靠性。通过集成的保护与控制系统中优化算法的管理调度，使整个电气系统具备智能重构的功能，在系统故障和非故障状态均能对系统配置和网络结构进行主动调整，提高系统的供电可靠性和运行效率。本发明中的智能重构运行，还特别体现在交直流混合电网中的多个DC/DC、DC/AC双向电力电子变换器均可在保护控制中心的控制下主动改变运行模式和电气连接，具有高度的灵活性、可塑性和安全性。
尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。
本申请所描述的交直流混合微电网系统，应该理解到，上述电气系统包括直流母线和直流网络、交流母线和交流网络，并具备交直流混合系统双向能量流动的功能，在此基础上可对上述交直流混合电网进行变换、延伸和拓展。例如，可对直流系统和/或交流系统分别进行变换、拓展和延伸出新的直流或交流母线、电路网络结构和连接方式。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行，例如所述双向电力电子变换器，仅仅是一种功能示意性的，实际实现时可以多个电力电子变换器组合并实现某种功能。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种交直流混合微电网的保护控制中心，其特征在于，所述交直流混合微电网包括交流母线和交流网络、直流母线和直流网络以及保护控制中心，所述保护控制中心分别通过通讯网络与所述交流网络和所述直流网络连接，所述保护控制中心根据设定的保护控制策略，针对交直流混合微电网的故障状态和正常运行状态分别建立对应的优化目标和模型，采用优化算法计算并求得所述交直流混合微电网重构运行的最优方案，按照所述最优方案控制所述交流网络和/或所述直流网络，调整所述交流网络和/或所述直流网络中各个电气设备的电气连接和运行模式，使所述交流网络和/或所述直流网络根据实时运行状况在故障和非故障情况下均能进行主动重构。
2.如权利要求1所述的交直流混合微电网的保护控制中心，其特征在于，所述保护控制中心控制和管理整个交直流混合微电网的电气系统的运行，所述交直流混合微电网电气系统通过双向电力电子变换器分别与所述交流网络和所述直流网络相互连接并实现双向能量流动。
3.如权利要求2所述的交直流混合微电网的保护控制中心，其特征在于，所述电力电子变换器包括双向DC/DC变换器和双向DC/AC变换器，所述保护控制中心通过通信网络分别与所述双向DC/DC变换器和双向DC/AC变换器连通，所述双向DC/DC变换器与所述直流网络连接，所述双向DC/AC变换器连接所述直流网络和所述交流网络。
4.如权利要求3所述的交直流混合微电网的保护控制中心，其特征在于，所述交流网络包括交流负荷、交流保护装置和发电机，所述交流负荷、交流保护装置和发电机均连接在电路网络中，所述交流负荷和发电机分别通过所述通信网络与所述保护控制中心连接，所述交流网络通过变压器和继电保护装置与外部电网连接。
5.如权利要求3或4所述的交直流混合微电网的保护控制中心，其特征在于，所述直流网络包括直流负荷、光伏装置、储能装置、直流保护装置和风电装置，所述直流负荷、光伏装置、储能装置、直流保护装置和风电装置分别通过所述通信网络与所述保护控制中心连接，所述光伏装置、储能装置和风电装置分别通过所述双向DC/DC变换器连接到所述电路网络中。
6.一种交直流混合微电网的保护控制方法，其特征在于，用于上述权利要求1-5中任意一项的保护控制中心，包括如下步骤：
S100、通过所述保护控制中心实时检测交直流混合微电网的运行状态，并判断所述交直流混合微电网运行在故障状态或正常状态；
S200、如果所述保护控制中心初步判断所述交直流混合微电网运行在故障状态，则主动对故障发生位置相关设备进行检索获得所述系统故障的运行信息，并对所述故障位置进行精确的状态估计和识别；
S300、如果判断所述故障状态为真实故障，则发出警报，并检索所述保护控制中心的决策表或决策树以确定所述故障状态下对所述交直流混合微电网进行主动重构调整的最优重构方案，并生成最优重构指令；
S400、所述保护控制中心将得到的所述最优重构指令发送到系统中对应的电气设备进行执行，并记录结果和准确时间。
7.如权利要求6所述的交直流混合微电网的保护控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：
S310、如果判断所述故障状态为非真实故障，则判断所述交直流混合微电网的保护装置的开关动作是否有误；
S320、若判断结果为是，则发送重合闸指令到保护装置进行执行，并记录结果和准确时间；
S330、若判断结果为否，则记录本次控制操作的结果和准确时间。
8.如权利要求6或7所述的交直流混合微电网的保护控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：
S210、如果所述保护控制中心初步判断所述交直流混合微电网运行在正常运行状态下，则所述保护控制中心进一步评估所述交直流混合微电网的运行状态是否发生变化；
S220、如果所述交直流混合微电网的运行状态发生变化，则所述保护控制中心以潮流最优或运行费用最低为优化目标建立数学优化模型，计算得到所述交直流混合微电网的所述最优重构方案并生成所述最优重构指令，发送所述最优重构指令到相关设备进行执行；
S230、如果所述交直流混合微电网维持原有运行状态，则以潮流最优或运行费用最低为优化目标建立数学优化模型，仅对所述交直流混合微电网的运行状态进行微弱调整。
9.如权利要求8所述的交直流混合微电网的保护控制方法，其特征在于，所述交直流混合微电网的保护装置根据所述最优重构指令进行关/开操作，对所述交直流混合微电网的电气连接、网络拓扑进行重构调整。
10.一种交直流混合微电网，其特征在于，包括上述权利要求1-5中任意一项所述的保护控制中心，且采用上述权利要求6-9中任意一项所述的保护控制方法进行在故障和非故障情况下进行主动重构。
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Assignee: DAHANG YOUNENG ELECTRICAL CO.,LTD.

Assignor: TSINGHUA University

Contract record no.: X2023980034954

Denomination of invention: AC/DC hybrid microgrid and its protection control center and protection control method

Granted publication date: 20210108

License type: Common License

Record date: 20230420

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