CN109494615A - 利用柔性多状态开关制造有功环流实现配电网融冰方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用柔性多状态开关制造有功环流实现配电网融冰方法，包括：选取融冰目标线路；通过配电网联络开关重构配电网络，将融冰目标线路重构到“融冰环网路径”中；设置柔性多状态开关工作模式：融冰目标线路侧的柔性多状态开关工作于PQ模式，非融冰联络线路侧的柔性多状态开关工作于直流恒压控制模式；根据融冰目标线路所需融冰电流计算出融冰线路有功功率P，将P作为该侧柔性多状态开关的有功功率参考值，启动两侧柔性多状态开关，调节柔性多状态开关设备的电压相位出现与相位差值正相关的有功潮流；解决了现有技术针对输电线路融冰存在的线路停运操作和短接程序复杂，融冰效率不高和融冰线路长度有限等问题。

Description

利用柔性多状态开关制造有功环流实现配电网融冰方法
技术领域
本发明属于输电线路融冰技术，尤其涉及一种利用柔性多状态开关制造有功环流实现配电网融冰方法。
背景技术
目前，配电网的融冰方式最为有效的是直流融冰、运行方式融冰和带变压器进行交流短路融冰，上述融冰方法在配网线路的融冰范围相对有限。其中，配电线路直流融冰需要停运输电线路，线路停运操作和短接程序复杂，融冰效率不高，运行方式融冰受线路负荷影响，只能在部分线路进行，带变压器进行交流短路融冰一是需要停运输电线路，对侧需人工短接线路，二是融冰线路长度有限，融冰效率低，需要配合工作的人较多。上述配网线路融冰方法不能应对配网线路大面积覆冰。
发明内容
本发明要解决的技术问题：提供一种利用柔性多状态开关制造有功环流实现配电网融冰方法，以解决现有技术针对输电线路融冰存在的线路停运操作和短接程序复杂，融冰效率不高和融冰线路长度有限等技术问题。
本发明技术方案：
一种利用柔性多状态开关制造有功环流实现配电网融冰方法，它包括：
步骤1、选取融冰目标线路；
步骤2、通过配电网联络开关重构配电网络，将融冰目标线路重构到“融冰环网路径”中；
步骤3、设置柔性多状态开关工作模式：融冰目标线路侧的柔性多状态开关工作于PQ模式，非融冰联络线路侧的柔性多状态开关工作于直流恒压控制模式；
步骤4、根据融冰目标线路所需融冰电流计算出融冰线路有功功率P，将P作为该侧柔性多状态开关的有功功率参考值，启动两侧柔性多状态开关，调节柔性多状态开关设备的电压相位出现与相位差值正相关的有功潮流，相位越大，有功潮流越大，开始融冰至融冰结束。
它还包括：
步骤5、融冰目标线路融冰结束后配电网联络开关恢复至融冰前网络结构。
“融冰环网路径”包括融冰目标线路、非融冰联络线路和柔性多状态开关，非融冰联络线路选择判据为：负荷电流叠加融冰电流小于非融冰联络线路的最大负荷电流。
柔性多状态开关包括：柔性软开关、可环网平衡控制器、智能节点、环网功率控制器或模块化多电平换流器。
本发明有益效果：
本发明属于过电流融冰；本发明技术原理是利用配电网中柔性多状态开关（FlexibleDistribution Switch, FDS）制造有功环流，叠加到原有负荷潮流方向上，使联络馈线达到线路保线电流以上，实现馈线防覆冰的目的。
本发明优点：
相比较传统的隔离开关与断路器，柔性多状态开关能够准确控制其所连接馈线的有功功率和无功功率，具有响应速度快、控制连续且能够频繁动作的特点。
该方法操作简单、控制方便，能够极大提高配电线路除冰效率。
该方法代表未来配电线路防冰融冰的方向，值得推广。
解决了现有技术针对输电线路融冰存在的线路停运操作和短接程序复杂，融冰效率不高和融冰线路长度有限等技术问题。
附图说明：
图1为具体实施方式三端柔性互联配电系统结构示意图；
图2为具体实施方式中本发明相比较传统的隔离开关与断路器效果示意图。
具体实施方式
配网中馈线采用大功率电力电子设备实现两端或多端柔性互联，柔性多状态开关设备具有多种控制模式，基于有功环流实现过电流融冰具体步骤如下：
（1）确定融冰目标线路；
（2）通过配电网联络开关重构配电网络，将融冰目标线路重构到“融冰环网路径”中。“融冰环网路径”包括三部分，即融冰目标线路、非融冰联络线路和柔性多状态开关，非融冰联络线路选择判据为：负荷电流叠加融冰电流小于非融冰联络线路的最大负荷电流。
（3）设置柔性多状态开关工作模式，融冰目标线路侧的柔性多状态开关工作于PQ模式，非融冰联络线路侧工作于直流恒压控制模式。
（4）根据融冰目标线路所需融冰电流计算出融冰线路有功功率P，将P作为该侧柔性多状态开关的有功功率参考值，启动两侧柔性多状态开关，调节柔性多状态开关设备的电压相位，将会出现与相位差值正相关的有功潮流，相位越大，有功潮流越大，开始融冰至融冰结束；
（5）配电网联络开关恢复至融冰前网络结构；
（6）再选取另外一条馈线为融冰目标线路，重复（2）~（5）步骤；
（7）直到所有馈线完成融冰，结束。
柔性多状态开关具有多种控制模式，可实现馈线间功率连续调节控制。柔性多状态开关可以是柔性软开关（soft normally-open point，SNOP）、可以是环网平衡控制器（loop balance controller，LBC）、可以是智能节点（Intelligent Node，IN），环网功率控制器（Loop Power Controller，LPC）或模块化多电平换流器（Modular MultilevelConverter MMC）。
如图1，在正常运行状态下，MMC1和MMC2的相位都滞后于变电站母线相位（母线相位假设为0），因此，两条馈线的有功潮流都是由变电站母线流向直流配电母线。当需要对MMC1和MMC2相连母线融冰时，通过合上开关K1，构成“融冰环网路径”，调整MMC1交流侧相位为-20°，调整MMC2交流侧相位为20°。由于MMC1交流侧滞后变电站母线20°，变电站母线就会向MMC1输入有功。对于MMC2的相连馈线2，由于MMC2交流侧超前变电站母线20°，MMC2就会向变电站母线输入有功。此时，MMC1、MMC2各自相连馈线构成了环路，该环路流过有功潮流，而且有功环流的大小和相位调制大小正相关。
本发明相比较传统的隔离开关与断路器，柔性开关能够准确控制其所连接馈线的有功功率和无功功率，具有响应速度快、控制连续且能够频繁动作的特点（见图2）。

Claims (4)

1.一种利用柔性多状态开关制造有功环流实现配电网融冰方法，它包括：
步骤1、选取融冰目标线路；
步骤2、通过配电网联络开关重构配电网络，将融冰目标线路重构到“融冰环网路径”中；
步骤3、设置柔性多状态开关工作模式：融冰目标线路侧的柔性多状态开关工作于PQ模式，非融冰联络线路侧的柔性多状态开关工作于直流恒压控制模式；
步骤4、根据融冰目标线路所需融冰电流计算出融冰线路有功功率P，将P作为该侧柔性多状态开关的有功功率参考值，启动两侧柔性多状态开关，调节柔性多状态开关设备的电压相位出现与相位差值正相关的有功潮流，相位越大，有功潮流越大，开始融冰至融冰结束。
2.根据权利要求1所述的一种利用柔性多状态开关制造有功环流实现配电网融冰方法，其特征在于：它还包括：
步骤5、融冰目标线路融冰结束后配电网联络开关恢复至融冰前网络结构。
3.根据权利要求1所述的一种利用柔性多状态开关制造有功环流实现配电网融冰方法，其特征在于：“融冰环网路径”包括融冰目标线路、非融冰联络线路和柔性多状态开关，非融冰联络线路选择判据为：负荷电流叠加融冰电流小于非融冰联络线路的最大负荷电流。
4.根据权利要求1所述的一种利用柔性多状态开关制造有功环流实现配电网融冰方法，其特征在于：柔性多状态开关包括：柔性软开关、可环网平衡控制器、智能节点、环网功率控制器或模块化多电平换流器。
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