CN110707681B - 一种含柔性多状态开关的互联配电系统及可靠运行评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了属于智能配电系统领域的一种含柔性多状态开关的互联配电系统及可靠运行评估方法。所述含柔性多状态开关的互联配电系统主要由全控型电力电子器件构成的柔性多状态开关FMSS构成，是以MMC作换流端口构成多端口FMSS装置，该多端口FMSS装置包括中枢调控系统和三端口：端口MMC1、端口MMC2及端口MMC3共4个子模块；子模块MMC采用FBSM和HBSM混联配置，构成子模块MMC的拓扑结构；由此提高多端柔性互联配电系统的电能质量以及减小换流器的损耗；利用序贯蒙特卡洛方法对本发明互联配电系统进行可靠性评估，并对柔性开关装置接入的正反效益进行了量化分析。为多端柔性开关在配电网的应用提供决策支撑。

Description

一种含柔性多状态开关的互联配电系统及可靠运行评估方法
技术领域
本发明属于智能配电系统领域，特别涉及一种含柔性多状态开关的互联配电系统及可靠运行评估方法。
背景技术
柔性多状态开关FMSS(Flexible Multi-State Switch)作为一种典型的电力电子设备,可以在传统馈线联络位置代替联络开关，实现馈线间的“软连接”，多条配网馈线以其作为连接中枢互联形成的多端柔性互联配电系统作为一种崭新的配网组织形式成为智能配电领域的研究热点。含FMSS的多端柔性互联配电系统与传统配电网相比运行更加“灵活”，系统正常运行时，FMSS通过收集配电网络状态信息、分布式电源出力和负荷等信息，采用智能控制和调度，可实现多条馈线间功率的灵活流动，在降低网络损耗、提升电压质量、提高间歇式能源的消纳能力等方面有显著的作用；当系统发生故障时，FMSS可实现不间断供电、通过多段协调调度缩小停电范围，提升配电网的可靠性，对重要负荷作用尤其显著。FMSS的加入改变了系统的拓扑结构、增加了配电网运行和故障处理的复杂度，使得含FMSS的多端柔性互联配电系统可靠性评估面临巨大挑战。
本文以多端柔性互联配网系统为研究背景，对其进行可靠性评估，同时针对多端口柔性多状态开关装置，对其可靠性提升效益进行量化分析，评估分析结果可为今后柔性互联配网系统规划运行提供参考。
发明内容
本发明的目的是提出一种含柔性多状态开关的互联配电系统及可靠运行评估方法，其特征在于，所述含柔性多状态开关的互联配电系统包括：
1)柔性多状态开关FMSS是一种全控型电力电子装置，主要由全控型电力电子器件构成；使用MMC作换流端口构成多端口FMSS装置，以提高大容量多端柔性互联配电系统的电能质量以及减小换流器的损耗；
(FMSS装置及其子模块MMC的拓扑结构如附图1所示，)所述多端口FMSS装置由中枢调控系统和三端口：端口MMC1、端口MMC2及端口MMC3共4个子模块组成；其中，中枢调控系统负责对柔性配网系统信息及子模块MMC运行状态信息进行综合调控，发布调度指令；子模块MMC各相分别由上下两个桥臂组成，每个桥臂由n个子模块SM和一个串联电抗器组成；子模块SM分为全桥子模块FBSM和半桥子模块HBSM；全桥子模块FBSM由四个IGBT：T1,T2,T3和T4与4个二极管：D1,D2,D3和D4反并联构成，半桥子模块HBSM由两个IGBT：T1和T2与2个二极管D1和D2反并联构成；
其中，FBSM可以通过闭锁换流器切断任何方向的桥臂电流，具有穿越直流故障的能力；HBSM不具备穿越直流故障的能力；实际工程应用中为满足经济性和可靠性的要求，子模块MMC采用FBSM和HBSM混联配置，构成子模块MMC的上下桥臂；因为FBSM比例超过43％时子模块MMC才具备穿越直流故障的能力，则子模块MMC采取50％半桥和50％全桥构成子模块MMC的拓扑结构；同时，采用换流器控制系统、阀基控制器VBC和SM子模块控制器SMC三层控制系统对子模块MMC进行控制保护；由上述结构组成的FMSS可以灵活调节其所连接配网馈线的功率流动，并具有一定的电压无功控制能力，实现直流电压恒定、交流电压跟踪、功率四象限独立调节的协调控制功能；
2)基于电压裕度控制的FMSS的可靠运行控制
所述FMSS在系统正常和故障模式下对应的运行控制，控制方式采用电压裕度控制；在配电系统正常运行时，FMSS的三个换流MMC端口的控制模式分别为MMC1作主换流端口，控制直流电压恒定；MMC2和MMC3作从换流端口，控制功率恒定，以三个端口协调控制，对配电网进行潮流调控、提供无功补偿和消纳间歇式能源。
在配电系统故障时，FMSS的控制运行方式：将MMC三个端口分别接入三条不同的配电馈线，MMC1控制直流电压恒定，工作在定直流电压控制模式，即VdcQ控制模式，直流电压参考值为Udc-refA；MMC2和MMC3控制功率恒定，工作在定功率控制模式，即PQ控制模式，FMSS稳定运行于A点；当系统线路故障时，MMC3端口连接的馈线运行参数受到大扰动，即MMC3的有功功率参考值由P3-refA跃变到P3-refB，即从系统吸收的有功功率变大；若端口MMC1执行恒定电压控制，会使得MMC1的功率输出达到极限，MMC1换流端口的输出功率超出其可调容量允许范围，依据电压裕度控制特性，控制方式进行自动切换，MMC1换流端口由原来的定直流电压控制模式转换为定功率控制模式，输出功率稳定在其可调容量允许上限PrefH；MMC3换流端口由原来定功率控制模式转化为定电压控制模式，直流电压参考值为Udc-refB，由系统吸收的有功功率由原来P3-refA变为P3-refB；为维持系统功率平衡，MMC2仍保持恒功率控制模式，但功率参考值由原来的P2-refA变为P2-refB，FMSS重新稳定运行于B点。
所述含柔性多状态开关的互联配电系统的可靠运行评估，基于解析法和模拟法是配电网可靠性评估的两种主要方法；考虑到FMSS控制运行特性、负荷的时序特性和分布式能源的间歇性，对含FMSS的互联配电系统(交直流混合配电网)的可靠运行采用模拟法模拟其实际运行的可靠性进行评估；目前，序贯蒙特卡洛方法和非序贯蒙特卡洛方法是两种典型的模拟方法，考虑到非序贯蒙特卡洛方法不能计及到系统中时序元件信息，而FMSS具有时序元件记忆特性，因此，采用序贯蒙特卡洛方法模拟实际运行的时序统计实验，求解可靠性指标的近似解；
由于分布式能源出力的波动性、不同负荷类型的时序特性以及FMSS的控制时序特性，序贯蒙特卡洛方法能够对交直流混合配电网中所有元件进行时序模拟并计算可靠性指标。
所述序贯蒙特卡洛方法对含FMSS交直流混合配电网运行的可靠性评估流程如下：
步骤1:收集互联配电系统的原始数据：收集配电网中负荷点数据、配电网传统元件运行参数及可靠性参数、分布式能源时序功率输出数据、FMSS运行参数及可靠性参数的原始数据；
步骤2:将配电网中所有元件信息以智能链表的形式进行存储；
步骤3:模拟正常工作时间TTF(Time to failure,TTF)，假设元件失效概率分布服从指数分布，为系统中每一个元件随机生成一个随机数，并根据适当的元素失效概率分布将随机数转化为元件正常运行时间TTF值；
步骤4:确定故障元件，比较所有元件TTF的大小，确定TTF最小的元件为故障元件j；
步骤5:确定故障元件修复时间，假设元件修复概率分布同样服从指数分布，再一次生成一个随机数，并且利用适当的元件修复概率分布将该随机数转化为元件故障修复时间TTR(Time to repair,)值；
步骤6:故障后果分析，依据网络拓扑分析，确定系统中每一个负荷点的位置，进而确定所有受到故障元件j影响的负荷点i及其故障持续时间rij，并将其累加到受故障影响的负荷点的总停电时间和总停电次数中；
步骤7:多重故障重叠时间扣除，若新失效元件的故障恢复时间与旧失效元件的故障恢复时间重叠，则从新失效元件故障恢复时间中扣除重叠时间；
步骤8:累加负荷点停电影响指标计算值，计算由于故障元件j导致的负荷点i缺供电量指标ENSij、停电损失指标COSTij，并将上述指标分别累加到对应负荷点的停电影响指标中，计算公式如下；
ENSij＝Lirij (1)
COSTij＝cijLi (2)
式中，Li表示负荷点i的负荷大小；cij表示负荷点i的单位失电损失，是故障持续时间rij的函数即cij＝f(rij)；
步骤9:对所有负荷点重复步骤6-步骤8；
步骤10:判断模拟实验是否达到收敛年限，且满足收敛条件。如果没有达到收敛年限，转到Step11；如果达到收敛年限，且满足系统期望缺供电量方差系数小于一定值；期望缺供电量方差系数设置为0.05，转到步骤12；
步骤11:模拟故障元件j的新的元件正常运行时间，产生一个新的随机数并依照该元件失效概率分布转化为元件的正常运行时间TTF，将其累加到该元件的运行时间序列中，转到步骤4；
步骤12:计算负荷点停电影响指标，依据上述计算步骤，计算抽样年限内负荷点停电影响指标，计算公式如下：
Figure BDA0002180874360000061
Figure BDA0002180874360000062
步骤13:计算负荷点年期望停电影响指标，负荷点年期望缺供电量指标EENSi、年期望停电损失指标ECOSTi、单位缺供电量损失指标IEARi。计算公式如下：
EENSi＝ENSi/TST (5)
ECOSTi＝COSTi/TST (6)
IEARi＝ECOSTi/EENSi (7)
步骤14:计算系统年期望停电影响指标。依据上述计算结果，计算系统年期望缺供电量指标EENS，年期望停电损失指标ECOST,单位缺供电量损失指标IEAR。
计算公式如下：
Figure BDA0002180874360000063
Figure BDA0002180874360000064
IEAR＝ECOST/EENS (10)
步骤15:计算结束，统计分析计算结果，对FMSS的提升效益进行量化分析。
本发明的有益效果是
附图说明
图1为FMSS装置拓扑结构示意图。
图2为FMSS控制运行策略。
图3为测试算例。
图4为系统缺供电期望年变化趋势。
图5ASAI随MMC故障率变化趋势。
图6为系统ASAI值随FMSS容量变化趋势。
图7为系统缺供电量ENS随馈线负载率变化趋势。
具体实施方式
本发明提出一种含柔性多状态开关的互联配电系统及可靠运行评估方法，下面结合附图对本发明予以说明。
图1所示为FMSS装置拓扑结构示意图。图中所示为含柔性多状态开关(FMSS)的互联配电系统，所述柔性多状态开关FMSS是一种全控型电力电子装置，主要由全控型电力电子器件构成；使用MMC作换流端口构成多端口FMSS装置，以提高大容量多端柔性互联配电系统的电能质量以及减小换流器的损耗；
其中，多端口FMSS装置由中枢调控系统和三端口：端口MMC1、端口MMC2及端口MMC3共4个子模块组成；其中，中枢调控系统负责对柔性配网系统信息及子模块MMC运行状态信息进行综合调控，发布调度指令；子模块MMC各相分别由上下两个桥臂组成，每个桥臂由n个子模块SM和一个串联电抗器组成；子模块SM分为全桥子模块FBSM和半桥子模块HBSM；全桥子模块FBSM由四个IGBT：T1,T2,T3和T4与4个二极管：D1,D2,D3和D4反并联构成，半桥子模块HBSM由两个IGBT：T1和T2与2个二极管D1和D2反并联构成；
其中，FBSM可以通过闭锁换流器切断任何方向的桥臂电流，具有穿越直流故障的能力；HBSM不具备穿越直流故障的能力；实际工程应用中为满足经济性和可靠性的要求，子模块MMC采用FBSM和HBSM混联配置，构成子模块MMC的上下桥臂；因为FBSM比例超过43％时子模块MMC才具备穿越直流故障的能力，则子模块MMC采取50％半桥和50％全桥构成子模块MMC的拓扑结构；同时，采用换流器控制系统、阀基控制器VBC和SM子模块控制器SMC三层控制系统对子模块MMC进行控制保护；由上述结构组成的FMSS可以灵活调节其所连接配网馈线的功率流动，并具有一定的电压无功控制能力，实现直流电压恒定、交流电压跟踪、功率四象限独立调节的协调控制功能；
上述FMSS的可靠运行控制是基于电压裕度控制的，所述FMSS在系统正常和故障模式下对应的运行控制，控制方式采用电压裕度控制；在配电系统正常运行时，FMSS的三个换流MMC端口的控制模式分别为MMC1作主换流端口，控制直流电压恒定；MMC2和MMC3作从换流端口，控制功率恒定，以三个端口协调控制，对配电网进行潮流调控、提供无功补偿和消纳间歇式能源；(如图2所示)；
具体是在配电系统出现故障时，FMSS的控制运行方式：将MMC三个端口分别接入三条不同的配电馈线，MMC1控制直流电压恒定，工作在定直流电压控制模式，即VdcQ控制模式，直流电压参考值为Udc-refA；MMC2和MMC3控制功率恒定，工作在定功率控制模式，即PQ控制模式，FMSS稳定运行于A点；当系统线路故障时，MMC3端口连接的馈线运行参数受到大扰动，即MMC3的有功功率参考值由P3-refA跃变到P3-refB，即从系统吸收的有功功率变大；若端口MMC1执行恒定电压控制，会使得MMC1的功率输出达到极限，MMC1换流端口的输出功率超出其可调容量允许范围，依据电压裕度控制特性，控制方式进行自动切换，MMC1换流端口由原来的定直流电压控制模式转换为定功率控制模式，输出功率稳定在其可调容量允许上限PrefH；MMC3换流端口由原来定功率控制模式转化为定电压控制模式，直流电压参考值为Udc-refB，由系统吸收的有功功率由原来P3-refA变为P3-refB；为维持系统功率平衡，MMC2仍保持恒功率控制模式，但功率参考值由原来的P2-refA变为P2-refB，FMSS重新稳定运行于B点。
图3所示建立一含FMSS的多端柔性互联配电系统，进行可靠性的评估计算。假设FMSS未接入前三条馈线末端采用联络开关互联，测试系统共有三种接入模式，接入模式1中，FMSS的端口MMC1接在馈线1的22号节点，端口MMC2接在馈线2的18号节点，端口MMC3接在馈线3的33号节点，每条馈线上均有光储装置，分别接在各条馈线的16、17和33号节点；接入模式2中，FMSS的三个端口均接在馈线的22号节点，即馈线的首端，光储装置的接入位置与接入模式1相同。接入模式3中，FMSS的三个端口均接在馈线的18号节点，即馈线的末端，光储装置的接入位置同样与接入模式1相同。
系统中考虑的故障元件为配电线路、配电变压器、断路器、隔离开关、FMSS装置。各传统元件的可靠性参数采用的是2017年发布的全国电力可靠性年度报告中的数据，具体可靠性参数如表1。
表1
Figure BDA0002180874360000101
组成FMSS的电力电子器件可靠性参数如表2，FMSS的容量为5MW。
表2
Figure BDA0002180874360000102
如图4所示，接入模式1经过50次序贯蒙特卡洛模拟实验，随着抽样时间的递增，可靠性指标EENS的波动收敛过程。可以看出，抽样时间较短时EENS的波动范围较大，当抽样时间达到1500年左右时，EENS的值逐渐稳定在320((kW*h)/a)左右，且误差范围满足序贯蒙特卡洛抽样的收敛条件，可作为配电系统可靠性指标的计算结果。
利用本文的可靠性评估算法对上述仿真算例系统进行可靠性的评估计算，得到整个柔性配电系统可靠性评估指标计算结果如表3所示。
表3
Figure BDA0002180874360000111
通过分析表中数据，FMSS装置接入配网馈线系统能够显著提高系统可靠性，接入模式3(均接在馈线末端)对系统可靠性的提升最大，比较接入模式3和FMSS没有接入配网，接入模式3可靠性指标SAIFI提升了约38.2％，SAIDI提升约49.6％，ASAI提升了约1.1个百分点；从负荷级层面来讲，对比接入模式2和接入模式3下的重要负荷可靠性指标如表4所示，可以看出由于接入模式3连接馈线末端，并与重要负荷直接相连，可以直接保障重要负荷的供电，因此对重要负荷点的可靠性提升最大。
表4
Figure BDA0002180874360000112
FMSS接入配网对系统可靠性具有正反两方面的效益，一方面，其自身故障会在一定程度上导致系统可靠性下降；另一方面，当配电系统故障时，FMSS可以通过快速转移负荷，低电压穿越等技术提高系统可靠性，具体分析如下：
a.MMC故障率对配网可靠性的影响
为分析MMC故障率对配网可靠性的影响，5.2MW的FMSS装置接入负载率为50％的馈线系统，接入方式为模式1，改变MMC故障率并求解系统可靠性指标ASAI，结果如图5所示。
对比接入模式1和联络开关替代柔性开关接入系统时的系统平均供电可靠率ASAI，可以看出，在MMC模块故障率较低时，接入模式1下系统可靠性指标更好，这是由于FMSS在MMC故障率较低时相比传统联络开关能够更好的发挥其负荷转供、馈线平衡和功率调节的作用，在MMC端口处于故障状态时，FMSS故障闭锁保护装置将其闭锁，使其不能发挥上述作用，其本身设备故障又造成了系统故障停电，会导致系统可靠性降低，由图分析，在MMC故障率为0.3时，其已经无法对系统可靠性进行优化，当故障率继续增大时，会直接导致系统可靠性下降，优化效果为负优化。因此，在FMSS接入配网系统时，一定要保证其可靠性水平，否则，不仅无法发挥其保障系统可靠性的优势，反而会导致系统可靠性的降低。
b.FMSS容量对配网可靠性的影响，
为分析FMSS容量对配网可靠性的影响，本发明以FMSS的容量作为自变量，从2MW变化到10MW，配网可靠性指标ASAI作为因变量。通过多次模拟实验，得到二者的关系如图6所示。
理论分析仿真结果，随着FMSS容量的增加，提高其转供范围，增加了系统故障时可被转供负荷点，因而提高系统中部分负荷点的可靠性，进而提高了整个系统的供电可靠性。但是，当FMSS容量增大到9MW左右时，系统可靠性无法继续提升，即系统可靠性指标已经到达了一个阈值，这是由于FMSS装置的容量已经足够大，完全满足系统故障时的转供容量，再通过增大FMSS容量已经无法提高系统的可靠性，系统可靠性指标ASAI稳定在0.9994左右。
c.FMSS对负载率不同的配网可靠性影响
以接入模式3作为测试算例，FMSS装置的额定容量为5.2MW，馈线负荷率由50％等步长(增率为10％)增大到80％，不同负载率馈线系统缺供电量如附图7所示。
由图分析，随着馈线负载率的增大，针对同一条馈线而言，其年缺供电量期望值也在增大。当FMSS接入馈线系统，可以显著降低系统年缺供电量期望值。特别地，负载率越大，FMSS对馈线系统可靠新指标的提升量也就越显著。如图7所示，随着馈线负载率的增大，接入FMSS后系统年缺供电量期望值减少量逐渐增大，但是在馈线负载率增大到一定程度后，受FMSS本身容量限制可靠性指标的优化量将不再显著。

Claims (4)

1.一种含柔性多状态开关的互联配电系统的可靠运行评估方法，其特征在于，包括：
所述含柔性多状态开关的互联配电系统主要由全控型电力电子器件构成的柔性多状态开关FMSS构成，是以MMC作换流端口构成多端口FMSS装置，该多端口FMSS装置包括中枢调控系统和三端口：端口MMC1、端口MMC2及端口MMC3共4个子模块；子模块MMC各相分别由上下两个桥臂组成，每个桥臂由n个子模块SM和一个串联电抗器组成；子模块SM分为全桥子模块FBSM和半桥子模块HBSM；全桥子模块FBSM由四个IGBT：T1,T2,T3和T4与4个二极管：D1,D2,D3和D4反并联构成，半桥子模块HBSM由两个IGBT：T1和T2与2个二极管D1和D2反并联构成；并且子模块MMC采用FBSM和HBSM混联配置，构成子模块MMC的拓扑结构；由此多端口FMSS装置提高大容量多端柔性互联配电系统的电能质量以及减小换流器的损耗；
所述多端口FMSS装置在系统正常和故障模式下对应的可靠运行控制，其控制方式采用电压裕度控制；在配电系统正常运行时，FMSS的三个换流MMC端口的控制模式分别为MMC1作主换流端口，控制直流电压恒定；MMC2和MMC3作从换流端口，控制功率恒定，以三个端口协调控制，对配电网进行潮流调控、提供无功补偿和消纳间歇式能源；
所述含柔性多状态开关的互联配电系统的可靠运行评估方法，采用序贯蒙特卡洛方法模拟实际运行的时序统计实验，求解可靠性指标的近似解；由于分布式能源出力的波动性、不同负荷类型的时序特性以及FMSS的控制时序特性，序贯蒙特卡洛方法能够对交直流混合配电网中所有元件进行时序模拟并计算可靠性指标；
所述序贯蒙特卡洛方法对含FMSS交直流混合配电网运行的可靠性评估流程如下：
步骤1:收集互联配电系统的原始数据：收集配电网中负荷点数据、配电网传统元件运行参数及可靠性参数、分布式能源时序功率输出数据、FMSS运行参数及可靠性参数的原始数据；
步骤2:将配电网中所有元件信息以智能链表的形式进行存储；
步骤3:模拟正常工作时间TTF，假设元件失效概率分布服从指数分布，为系统中每一个元件随机生成一个随机数，并根据适当的元素失效概率分布将随机数转化为元件正常运行时间TTF值；
步骤4:确定故障元件，比较所有元件TTF的大小，确定TTF最小的元件为故障元件j；
步骤5:确定故障元件修复时间，假设元件修复概率分布同样服从指数分布，再一次生成一个随机数，并且利用适当的元件修复概率分布将该随机数转化为元件故障修复时间TTR值；
步骤6:故障后果分析，通过网络拓扑分析确定系统中每一个负荷点的位置，进而确定所有受到故障元件j影响的负荷点i及其故障持续时间rij，并将其累加到受故障影响的负荷点的总停电时间和总停电次数中；
步骤7:多重故障重叠时间扣除，若新失效元件的故障恢复时间与旧失效元件的故障恢复时间重叠，则从新失效元件故障恢复时间中扣除重叠时间；
步骤8:累加负荷点停电影响指标计算值，计算由于故障元件j导致的负荷点i缺供电量指标ENSij、停电损失指标COSTij，并将上述指标分别累加到对应负荷点的停电影响指标中，计算公式如下；
ENSij＝Lirij (1)
COSTij＝cijLi (2)
式中，Li表示负荷点i的负荷大小；cij表示负荷点i的单位失电损失，是故障持续时间rij的函数即cij＝f(rij)；
步骤9:对所有负荷点重复步骤6-步骤8；
步骤10:判断模拟实验是否达到收敛年限，且满足收敛条件；如果没有达到收敛年限，转到Step11；如果达到收敛年限，且满足系统期望缺供电量方差系数小于一定值；期望缺供电量方差系数设置为0.05，转到步骤12；
步骤11:模拟故障元件j的新的元件正常运行时间，产生一个新的随机数并依照该元件失效概率分布转化为元件的正常运行时间TTF，将其累加到该元件的运行时间序列中，转到步骤4；
步骤12:计算负荷点停电影响指标，依据上述计算步骤，计算抽样年限内负荷点停电影响指标，计算公式如下：
Figure FDA0003001342730000031
Figure FDA0003001342730000032
步骤13:计算负荷点年期望停电影响指标，负荷点年期望缺供电量指标EENSi、年期望停电损失指标ECOSTi、单位缺供电量损失指标IEARi；计算公式如下：
EENSi＝ENSi/TST (5)
ECOSTi＝COSTi/TST (6)
IEARi＝ECOSTi/EENSi (7)
步骤14:计算系统年期望停电影响指标；依据上述计算结果，计算系统年期望缺供电量指标EENS，年期望停电损失指标ECOST,单位缺供电量损失指标IEAR；计算公式如下：
Figure FDA0003001342730000041
Figure FDA0003001342730000042
IEAR＝ECOST/EENS (10)
步骤15:计算结束，统计分析计算结果，对FMSS的提升效益进行量化分析。
2.根据权利要求1所述含柔性多状态开关的互联配电系统的可靠运行评估方法，其特征在于，所述中枢调控系统负责对柔性配网系统信息及子模块MMC运行状态信息进行综合调控，发布调度指令；协调控制三端口子模块MMC的稳定运行。
3.根据权利要求1所述含柔性多状态开关的互联配电系统的可靠运行评估方法，其特征在于，所述子模块SM分为全桥子模块FBSM和半桥子模块HBSM；FBSM可以通过闭锁换流器切断任何方向的桥臂电流，具有穿越直流故障的能力；HBSM不具备穿越直流故障的能力；实际工程应用中为满足经济性和可靠性的要求，子模块MMC采用FBSM和HBSM混联配置，构成子模块MMC的上下桥臂；因为FBSM比例超过43％时子模块MMC才具备穿越直流故障的能力，则子模块MMC采取50％半桥和50％全桥构成子模块MMC的拓扑结构；同时，采用换流器控制系统、阀基控制器VBC和SM子模块控制器SMC三层控制系统对子模块MMC进行控制保护；由上述结构组成的FMSS可以灵活调节其所连接配网馈线的功率流动，并具有一定的电压无功控制能力，实现直流电压恒定、交流电压跟踪、功率四象限独立调节的协调控制功能。
4.根据权利要求1所述含柔性多状态开关的互联配电系统的可靠运行评估方法，其特征在于，所述多端口FMSS装置在配电系统故障时，FMSS的控制运行方式为：将MMC三个端口分别接入三条不同的配电馈线，MMC1控制直流电压恒定，工作在定直流电压控制模式，即VdcQ控制模式，直流电压参考值为Udc-refA；MMC2和MMC3控制功率恒定，工作在定功率控制模式，即PQ控制模式，FMSS稳定运行于A点；当系统线路故障时，MMC3端口连接的馈线运行参数受到大扰动，即MMC3的有功功率参考值由P3-refA跃变到P3-refB，即从系统吸收的有功功率变大；若端口MMC1执行恒定电压控制，会使得MMC1的功率输出达到极限，MMC1换流端口的输出功率超出其可调容量允许范围，依据电压裕度控制特性，控制方式进行自动切换，MMC1换流端口由原来的定直流电压控制模式转换为定功率控制模式，输出功率稳定在其可调容量允许上限PrefH；MMC3换流端口由原来定功率控制模式转化为定电压控制模式，直流电压参考值为Udc-refB，由系统吸收的有功功率由原来P3-refA变为P3-refB；为维持系统功率平衡，MMC2仍保持恒功率控制模式，但功率参考值由原来的P2-refA变为P2-refB，FMSS重新稳定运行于B点。
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