CN111934323A - 分布式串联补偿器的控制保护系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提出一种分布式串联补偿器的控制保护系统，所述控制保护系统包括采用分级布置、分层控制的远端调度控制层、站内集中控制保护层、就地模块控制层；所述就地模块控制层包括模块控制保护层、模块阀基控制层。所述远端调度控制层根据交流电网的实时运行状态，得出功率指令；所述站内集中控制保护层接收所述功率指令并转化为各所述就地串联补偿模块的电压指令；所述模块控制保护层接收所述电压指令，输出就地串联补偿模块输出电压指令；所述模块阀基控制层将所述就地模块输出电压指令转化为所述就地模块控制层内电力电子器件的开通和关断命令。根据本申请实施例的分布式串联补偿器的控制保护系统提高了整体系统的运行性能和可靠性。

Description

分布式串联补偿器的控制保护系统
技术领域
本申请涉及电力系统中柔性输电领域，具体而言，涉及一种分布式串联补偿器的控制保护系统。
背景技术
随着大型电力系统的互联以及各种新设备的使用，在使发电、输电更经济、更高效的同时也增加了电力系统的规模和复杂度；再加上大量的分布式发电系统接入电网，使传统的固定由输电网向配电网传送的潮流发生逆向；用户负荷的不断增长需要潮流控制手段提高现有的功率输送能力；正在蓬勃发展的智能电网和电力市场间复杂的功率交换需要频繁的潮流优化控制。
分布式串联补偿器，可以将每个小容量的补偿器制作轻巧得直接分布式地悬挂于电力线路上，实现和静止同步串联补偿器相近的电网潮流控制功能和效果，可为智能电网提供更灵活、更先进的控制手段，有效提高电力系统的供电能力和安全稳定性。分布式串联补偿器具有体积小、重量轻等特点；大量分布式的子单元保障了设备的冗余性，进而提升了装置的可靠性；同时，DPFC装置可分散部署在输电线路上或者变电站，占地小。
目前国外已有两个分布式串联补偿器的示范工程(分布式静止同步串联补偿器)项目，两个项目的控制保护系统比较简单，均采用模块就地控制的模式，控制方式不灵活，潮流调节的性能较差。国内有部分高校和科研院所开展了多种分布式串联补偿器(分布式串联电抗器、分布式静止同步串联补偿器、分布式潮流控制器等)，主要在拓扑结构、仿真建模和控制策略上开展研究，尚未有关于分布式潮流控制器的控制保护系统结构及功能配置的报告。
专利《一种分布式串联耦合潮流控制器的控制方法》，提出了一种分布式串联耦合潮流控制器的控制方法，包括三层控制策略；暂态闭锁策略、远端潮流总控制策略和潮流自控策略，最高优先级控制策略“暂态闭锁策略”和最低级的控制策略“潮流自控策略”均由就地模块实现，第二优先级控制策略“远端潮流总控策略”由远端调度总控台实现。该方法对分布式潮流控制器的控制策略按照实际控制保护的控制或动作的优先级进行分级，并非分层，在控制策略较多时，级次很多，不利于理解和应用。
专利《一种分布式串联耦合潮流控制器的保护装置及方法》，提出了一种通过修改故障电流保护定值的方法来适应不同规划时期的电网线路故障保护需求，提出了保护装置的配置。该专利未提及控制保护系统的分层结构及配置。
专利《一种分布式潮流控制系统及方法》，提出了一种分布式潮流控制器的系统，包含分布式潮流控制器、主控器和能量管理模块。分布式潮流控制器主要采集线路的运行数据和自身的状态信息传送给主控器、并根据主控器发送的调节指令执行相应的工作模式，所述控制系统的三个部分紧密联系，分布式潮流控制器不能独立运行。
论文《基于集中控制的分布式潮流控制器策略研究》提出，分布式潮流控制器(DPFC)采用分布式安装、主从控制的方式实现，由子控制单元和主控制器组成，主控制器安装在变电站内，以集中控制方式对所有子单元进行统一控制，系统若干个子控制单元和一个主控制器之间构建无线通信网络来交换数据；论文提出DPFC的主控制器实现系统级控制策略，根据运行人员设定的系统潮流调节目标及补偿模式确定线路上DPFC子单元的运行状态和输出容量。该论文提出的控制保护系统中主控单元确定各子单元的运行状态和输出容量，由于线路状态一直在变化，因此该论文所述的控制保护系统需要进行反复迭代投入子模块单元，控制响应时间较慢。
为了充分发挥分布式串联补偿器潮流优化的特点，保护其设备及电力系统的安全，推动分布式潮流控制器应用的快速发展，需要一种性能更优、结构更清晰、功能更全面、更适合工程应用的分布式串联补偿器的控制保护系统。
发明内容
本申请提供一种分布式串联补偿器的控制保护系统，采用分级布置、分层控制的方式，结构清晰，可实现分布式模块的独立运行和集中协调控制保护，提高整体系统的运行性能和可靠性，适合于工程应用。
根据本申请一方面，提出一种分布式串联补偿器的控制保护系统。所述分布式串联补偿器由N个就地串联补偿模块分布串联在线路上，或者集中串联布置在变电站内，N为自然数，N大于1；所述就地串联补偿模块包含电压源换流器和旁路设备。
所述控制保护系统包括采用分级布置、分层控制的远端调度控制层、站内集中控制保护层和就地模块控制层；所述就地模块控制层包括模块控制保护层和模块阀基控制层；所述模块控制保护层包括控制保护单元；
所述远端调度控制层根据交流电网的实时运行状态，得出所述分布式串联补偿器进行电网潮流优化调节的最优线路功率指令或根据电网的实时运行状态和负荷预测结果得到功率控制指令曲线。
所述站内集中控制保护层接收第一功率指令或获取第二功率指令，并将所述第一功率指令或所述第二功率指令转化为各所述就地串联补偿模块的第一注入电压指令，并协调控制和集中保护各所述就地串联补偿模块，所述第一功率指令是所述最优线路指令，所述第二功率指令根据电网的实时运行状态和负荷预测结果设定或预先设定的功率控制曲线。
所述模块控制保护层接收所述站内集中控制保护层发送的所述第一注入电压指令或者获取预先设定的第二注入电压指令；所述第一注入电压指令或所述第二注入电压指令经所述模块控制保护层的所述控制保护单元处理后产生就地串联补偿模块输出电压指令；所述模块阀基控制层将所述就地串联补偿模块输出电压指令转化为所述就地串联补偿模块内电力电子器件的开通和关断命令。
根据一些实施例，所述远端调度控制层和所述站内集中控制保护层通过光纤或网线通讯；所述站内集中控制保护层和所述就地模块控制保护层通过无线或者光纤通讯。
根据一些实施例，所述站内集中控制层包括：各所述就地串联补偿模块的协调控制单元、三相电压不平衡控制单元和集中保护单元；所述各就地串联补偿模块的协调控制单元实现对各所述就地串联补偿模块的投入和退出以及注入电压指令的分配；所述三相电压不平衡控制单元实现线路三相电压的平衡；所述各就地串联补偿模块的集中保护单元实现在交流系统发生故障时对所有所述就地串联补偿模块的保护、以及与交流系统保护的配合。
根据一些实施例，所述协调控制单元和所述集中保护单元集成于一台装置。
根据一些实施例，所述协调控制单元、所述三相电压不平衡控制单元和所述集中保护单元可集成于一台装置。
根据一些实施例，所述站内集中控制层包含线路过载控制单元，当所述分布式串联补偿器所接入的线路或者相邻线路电流超过设定值时，线路过载控制单元调节各级模块的注入电压指令，控制线路电流在设定值内。
根据一些实施例，所述站内集中控制层配置两套功能一样的集中控制保护设备，两套设备均包括用于实现两套设备的主系统和备系统选择功能的协调控制单元，所述主设备传输给所述模块控制保护层的指令被优先执行。
根据一些实施例，所述模块控制保护层的所述控制保护单元包括：直流电压控制单元、线路过载控制单元、电压指令限制单元和过电流保护单元；所述直流电压控制单元用于实现所述就地串联补偿模块电容电压的稳定；所述线路过载控制单元用于控制所述分布式串联补偿器所接入的线路的电流在设定值以内；所述过电流保护单元用于避免所述就地串联补偿模块承受过电流冲击，保护所述就地串联补偿模块安全。
根据一些实施例，所述直流电压控制单元、所述线路过载控制单元和所述过电流保护子单元集成于一块控制板卡。
根据一些实施例，所述控制保护系统应用于多回线路中。
根据一些实施例，所述站内集中控制层还包含多回线路功率的协调控制单元，实现对多回线路功率指令的分配。
根据一些实施例，每回线路所有就地串联补偿模块配置一套站内集中控制设备，包含协调控制单元和集中保护单元。
采用上述方案后，本申请分布式串联补偿器的控制保护系统能够实现分布式模块的独立运行和集中协调控制保护，提高了整体系统的运行性能和可靠性，更好的发挥分布式串联补偿器优化系统潮流的优势；上述分布式串联补偿器的控制保护系统方案采用分层布置，系统结构清晰、简单，功能全面且相互配合，适合于工程应用。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本申请的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。
图1示出根据本申请实施例的分布式串联补偿器的控制保护系统结构图。
图2示出根据本申请另一实施例的分布式串联补偿器的控制保护系统结构图。
图3示出根据本申请实施例的分布式串联补偿器系统结构图。
图4示出根据本申请实施例的适用于双回线路应用的分布式串联补偿器的控制保护系统结构图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置或操作等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。、
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
下面结合附图对本申请的具体实施方式进行详细说明。
图1示出根据本申请实施例的分布式串联补偿器的控制保护系统结构图。图2示出根据本申请另一实施例的分布式串联补偿器的控制保护系统结构图。图3示出根据本申请实施例的分布式串联补偿器系统结构图。
根据本申请实施例的分布式串联补偿器的基本结构及控制保护系统，参见图1和图3，分布式串联补偿器由N个就地串联补偿模块113分布串联在线路上或者集中串联布置在变电站内，N为自然数，N大于1。每个就地串联补偿模块113均包含电压源换流器301和旁路设备303。
根据本申请实施例的分布式串联补偿器的控制保护系统采用三级布置、四层控制保护的结构，三级系统布置层包括远端调度控制层、站内集中控制层和就地模块控制层；四个控制层包括远端调度控制层103、站内集中控制保护层105、模块控制保护层109和模块阀基控制层111；其中，远端调度控制层103和站内集中控制保护层105通过光纤或网线通讯，站内集中控制保护层105和模块控制保护层109通过无线或者光纤通讯。
根据一些实施例，远端调度控制层103根据交流电网的实时运行状态，得出分布式串联补偿器进行电网潮流优化调节的最优线路功率指令或根据电网的实时运行状态和负荷预测结果得到功率控制指令曲线。站内集中控制保护层105将功率指令转化为各就地串联补偿模块113的第一注入电压指令，并协调控制和集中保护各就地串联补偿模块113；功率指令通过接收远端调度控制层103发送或者由站内运行人员根据电网的实时运行状态和负荷预测结果设定或预先设定。模块控制保护层109接收站内集中控制保护层105发送的第一注入电压指令或者预先设定第二注入电压指令，第一注入电压指令和第二注入电压指令经模块控制保护层109的控制保护单元处理后产生就地模块输出电压指令。模块阀基控制层111将所述就地模块输出电压指令转化为就地串联补偿模块113内电力电子器件的开通和关断命令。
根据一些实施例，站内集中控制保护层105包括但不限于：各就地串联补偿模块113的协调控制单元、三相电压不平衡控制单元和集中保护单元。其中，各就地串联补偿模块113的协调控制单元实现对各就地串联补偿模块113的投入和退出以及注入电压指令的分配；三相电压不平衡控制单元实现线路三相电压的平衡；各就地串联补偿模块113的集中保护单元实现在交流系统发生故障时对就地串联补偿模块的保护、以及与交流系统保护的配合功能。
根据一些实施例，前述协调控制单元、三相电压不平衡控制单元和集中保护单元集成在一台装置上。
根据另一些实施例，前述协调控制单元和集中保护单元集成在一台装置上。
根据一些实施例，站内集中控制保护层105包含线路过载控制单元，当分布式串联补偿器所接入的线路或者相邻线路电流超过设定值时，线路过载控制单元调节各就地串联补偿模块113的注入电压指令，控制线路电流在设定值内。
根据一些实施例，模块控制保护层109的控制保护单元包括但不限于：直流电压控制单元、线路过载控制单元、电压指令限制单元和过电流保护单元。其中，直流电压控制单元实现就地串联补偿模块电容电压的稳定；线路过载控制单元可控制分布式串联补偿器所接入的线路的电流在设定值以内；过电流保护单元避免就地串联补偿模块承受过电流冲击，保护就地串联补偿模块113安全。
根据一些实施例，前述直流电压控制子单元、线路过载控制单元、电压指令限制单元和过电流保护子单元可集成于一块控制板卡。
根据一些实施例，参见图2,站内集中控制保护层配置两套功能一样的集中控制保护系统，两套系统的功能分别集成于两台装置中，如图中的站内集中控制保护层105和站内集中控制保护层107，两套系统均包括用于实现两套系统的主系统和备系统选择功能的协调控制单元，主系统传输给模块控制保护层109的指令被优先执行；两台装置均与远端调度控制层103、以及模块控制保护层109通讯。
图4示出根据本申请实施例的适用于双回线路应用的分布式串联补偿器的控制保护系统结构图。
根据一些实施例，如图4所示，对于多回线路应用的场景，每回线路各就地串联补偿模块113配置一套站内集中控制装置，包含协调控制单元和集中保护单元。此外，站内集中控制保护层105还包含多回线路功率的协调控制单元，实现对多回线路功率指令的分配。
以上对本申请实施例进行了详细描述和解释。应清楚地理解，本申请描述了如何形成和使用特定示例，但本申请不限于这些示例的任何细节。相反，基于本申请公开的内容的教导，这些原理能够应用于许多其它实施例。
通过对示例实施例的描述，本领域技术人员易于理解，根据本申请实施例的技术方案至少具有以下优点中的一个或多个。
采用上述方案后，本申请分布式串联补偿器的控制保护系统能够实现分布式模块的独立运行和集中协调控制保护，提高整体系统的运行性能和可靠性，更好的发挥分布式串联补偿器优化系统潮流的优势；上述分布式串联补偿器的控制保护系统方案采用分层布置，系统结构清晰、简单，功能全面且相互配合，适合于工程应用。
以上具体地示出和描述了本申请的示例性实施例。应可理解的是，本申请不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本申请意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (12)

1.一种分布式串联补偿器的控制保护系统，其特征在于：
所述分布式串联补偿器由N个就地串联补偿模块分布串联在线路上，或者集中串联布置在变电站内，N为自然数，N大于1；所述就地串联补偿模块包含电压源换流器和旁路设备；
所述控制保护系统包括采用分级布置、分层控制的远端调度控制层、站内集中控制保护层和就地模块控制层，所述就地模块控制层包括模块控制保护层和模块阀基控制层，所述模块控制保护层包括控制保护单元；
所述远端调度控制层根据交流电网的实时运行状态，得出所述分布式串联补偿器进行电网潮流优化调节的最优线路功率指令或根据电网的实时运行状态和负荷预测结果得到功率控制指令曲线；
所述站内集中控制保护层接收第一功率指令或获取第二功率指令，并将所述第一功率指令或所述第二功率指令转化为各所述就地串联补偿模块的第一注入电压指令，并协调控制和集中保护各所述就地串联补偿模块，所述第一功率指令是所述最优线路指令，所述第二功率指令根据电网的实时运行状态和负荷预测结果设定或预先设定的功率控制曲线；
所述模块控制保护层接收所述站内集中控制保护层发送的所述第一注入电压指令或者获取预先设定的第二注入电压指令，所述第一注入电压指令或所述第二注入电压指令经所述模块控制保护层的所述控制保护单元处理后产生就地串联补偿模块输出电压指令；
所述模块阀基控制层将所述就地串联补偿模块输出电压指令转化为所述就地串联补偿模块内电力电子器件的开通和关断命令。
2.如权利要求1所述的分布式串联补偿器的控制保护系统，其特征在于：
所述站内集中控制层包括：各所述就地串联补偿模块的协调控制单元、三相电压不平衡控制单元和集中保护单元；
所述各就地串联补偿模块的协调控制单元实现对各所述就地串联补偿模块的投入和退出以及注入电压指令的分配；
所述三相电压不平衡控制单元实现线路三相电压的平衡；
所述各就地串联补偿模块的集中保护单元实现在交流系统发生故障时对所有所述就地串联补偿模块的保护、以及与交流系统保护的配合。
3.如权利要求1所述的分布式串联补偿器的控制保护系统，其特征在于：
所述站内集中控制层包含线路过载控制单元，当所述分布式串联补偿器所接入的线路或者相邻线路电流超过设定值时，线路过载控制单元调节各级模块的注入电压指令，控制线路电流在设定值内。
4.如权利要求1所述的分布式串联补偿器的控制保护系统，其特征在于：
所述站内集中控制层配置两套功能一样的集中控制保护设备，两套设备均包括用于实现两套设备的主系统和备系统选择功能的协调控制单元，所述主设备传输给所述模块控制保护层的指令被优先执行。
5.如权利要求2所述的分布式串联补偿器的控制保护系统，其特征在于：
所述协调控制单元和所述集中保护单元集成于一台装置。
6.如权利要求2所述的分布式串联补偿器的控制保护系统，其特征在于，包括：
所述协调控制单元、所述三相电压不平衡控制单元和所述集中保护单元可集成于一台装置。
7.如权利要求1所述的分布式串联补偿器的控制保护系统，其特征在于：
所述模块控制保护层的所述控制保护单元包括：直流电压控制单元、线路过载控制单元、电压指令限制单元和过电流保护单元；
所述直流电压控制单元用于实现所述就地串联补偿模块电容电压的稳定；
所述线路过载控制单元用于控制所述分布式串联补偿器所接入的线路的电流在设定值以内；
所述过电流保护单元用于避免所述就地串联补偿模块承受过电流冲击，保护所述就地串联补偿模块安全。
8.如权利要求7所述的分布式串联补偿器的控制保护系统，其特征在于：
所述直流电压控制单元、所述线路过载控制单元和所述过电流保护子单元集成于一块控制板卡。
9.如权利要求1所述的分布式串联补偿器的控制保护系统，其特征在于：
所述控制保护系统应用于多回线路中。
10.如权利要求9所述的分布式串联补偿器的控制保护系统，其特征在于：
所述站内集中控制层还包含多回线路功率的协调控制单元，实现对多回线路功率指令的分配。
11.如权利要求9所述的分布式串联补偿器的控制保护系统，其特征在于：
每回线路所有就地串联补偿模块配置一套站内集中控制设备，包含协调控制单元和集中保护单元。
12.根据权利要求1所述的分布式串联补偿器的控制保护系统，其特征在于，包括：
所述远端调度控制层和所述站内集中控制保护层通过光纤或网线通讯；
所述站内集中控制保护层和所述就地模块控制保护层通过无线或者光纤通讯。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113013883A (zh) * 2021-03-09 2021-06-22 国网浙江省电力有限公司湖州供电公司 一种移动式潮流控制兼融冰系统及控制方法
CN113964817A (zh) * 2021-09-18 2022-01-21 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 双线转单线运行工况下分布式潮流控制器控制方法及系统
WO2022028487A1 (zh) * 2020-08-06 2022-02-10 南京南瑞继保电气有限公司 分布式串联补偿器的控制保护系统
CN114709838A (zh) * 2022-02-18 2022-07-05 扬州华鼎电器有限公司 分布式静止同步串联补偿器单元出力分配控制器及方法
EP4254708A4 (en) * 2021-03-18 2024-07-24 Nr Electric Co Ltd METHOD AND SYSTEM FOR COORDINATED CONTROL OF DISTRIBUTED COMPENSATOR, AND COMPUTER DEVICE AND STORAGE MEDIUM

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024049644A1 (en) * 2022-09-02 2024-03-07 Hitachi Energy Usa Inc. Methods for secured capacitor bank control of series-compensated transmission line
US20240079878A1 (en) * 2022-09-02 2024-03-07 Hitachi Energy Usa Inc. Methods for secured capacitor bank control of series-compensated transmission line

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104319765A (zh) * 2014-10-29 2015-01-28 国家电网公司 一种分布式串联耦合潮流控制器的控制方法
JP5820984B2 (ja) * 2011-09-30 2015-11-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 配電システム
CN106159975A (zh) * 2016-08-16 2016-11-23 南京南瑞继保电气有限公司 一种适用于多回线路的串联补偿装置
CN106711943A (zh) * 2016-12-26 2017-05-24 中电普瑞科技有限公司 一种分布式串联耦合潮流控制器的保护装置及方法
CN108206518A (zh) * 2016-12-19 2018-06-26 中国电力科学研究院 一种直流电网分层控制系统及其设计方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7055998B2 (ja) * 2017-03-03 2022-04-19 富士電機株式会社 無効電力補償装置及び該装置の制御方式
CN111934323B (zh) * 2020-08-06 2022-05-17 南京南瑞继保电气有限公司 分布式串联补偿器的控制保护系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5820984B2 (ja) * 2011-09-30 2015-11-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 配電システム
CN104319765A (zh) * 2014-10-29 2015-01-28 国家电网公司 一种分布式串联耦合潮流控制器的控制方法
CN106159975A (zh) * 2016-08-16 2016-11-23 南京南瑞继保电气有限公司 一种适用于多回线路的串联补偿装置
CN108206518A (zh) * 2016-12-19 2018-06-26 中国电力科学研究院 一种直流电网分层控制系统及其设计方法
CN106711943A (zh) * 2016-12-26 2017-05-24 中电普瑞科技有限公司 一种分布式串联耦合潮流控制器的保护装置及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郑蒙: "分布式潮流控制器多串联变流器间交互影响分析及协调控制研究", 《武汉理工大学硕士学位论文》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022028487A1 (zh) * 2020-08-06 2022-02-10 南京南瑞继保电气有限公司 分布式串联补偿器的控制保护系统
CN113013883A (zh) * 2021-03-09 2021-06-22 国网浙江省电力有限公司湖州供电公司 一种移动式潮流控制兼融冰系统及控制方法
EP4254708A4 (en) * 2021-03-18 2024-07-24 Nr Electric Co Ltd METHOD AND SYSTEM FOR COORDINATED CONTROL OF DISTRIBUTED COMPENSATOR, AND COMPUTER DEVICE AND STORAGE MEDIUM
CN113964817A (zh) * 2021-09-18 2022-01-21 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 双线转单线运行工况下分布式潮流控制器控制方法及系统
CN114709838A (zh) * 2022-02-18 2022-07-05 扬州华鼎电器有限公司 分布式静止同步串联补偿器单元出力分配控制器及方法

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