CN113270941B - 低压交直流配电模态转换系统及其时序控制方法和装置 - Google Patents

低压交直流配电模态转换系统及其时序控制方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低压交直流配电模态转换系统及其时序控制方法和装置，涉及电力系统输配电技术领域。所述系统包括配电电源、配电线路、负荷、送端变流器、受端变流器和若干断路器。低压交直流配电模态转换系统的时序控制方法，通过检测系统线路中的电流电压的状态，控制不同断路器的断开闭合动作，实现电源通过送端变流器和受端变流器向负荷输送功率，完成由交流供电模态向直流供电模态的切换。本发明通过检测两侧电压电流变化情况确定两侧开关切换控制的方案来确保切换的快速性和可靠性，使末端需求功率增大导致电压降落明显时由交流配电模态平滑切换至直流供电模态，不需另设通信线路，成本低，且能够保证变流器等元器件安全和用户供电连续性。

Description

低压交直流配电模态转换系统及其时序控制方法和装置
技术领域
本发明涉及电力系统输配电技术领域，尤其涉及一种低压交直流配电模态转换系统及其时序控制方法和装置。
背景技术
随着人民生活水平的日益提高，家用负荷日益多样化、精细化、大容量化，大功率负荷的集中启用使得远距离配电线路压降明显，末端用户电压降落问题突出。近年来，随着电力电子技术的逐渐成熟，低压电力电子装置成本不断下降，在低压配网应用电力电子技术来延长供电半径，解决偏远地区用户低电压问题的可行性和经济性逐渐凸显。为保证电网建设的成本与经济性，在不改动现有交流配电线路结构的基础上利用电力电子变换和控制技术构建直流配电方案，即在配网核心区和偏远地区分别建设一个直流换流站，通过开关网络和旧有线路将两地的直流换流站连接起来。但在直流输电方式下，除了线路损耗，还会有一部分变流器开关管的开通损耗、导通损耗，故当轻载、末端电压合格时采用交流配电模态以提高供电效率。当负荷侧需求功率增大导致电压降落明显时，由交流配电模态切换至直流配电模态以改善末端用户电压合格率，需设计开关网络的切换控制逻辑时序保证用户供电的连续性与可靠性。
为了确定开关的切换控制，现有技术主要是将一侧的电气和开关信息通过有线或者无线的通信技术传输到异侧，综合分析后确定相应的开关切换控制信号。但有线通信需另设通信线路，造价高且通信线路易受到破坏，运维困难；无线通信不同信号间容易相互干扰，且无线通信具有衰落的特性，影响信息传输的准确性和可靠性。
发明内容
本发明目的在于，提供一种低压交直流配电模态转换系统及其时序控制方法和装置，通过检测两侧电压电流变化情况确定两侧开关切换控制的方案来确保切换的快速性和可靠性，设计一套合理的开关切换逻辑时序，无需另设通信线路，使末端需求功率增大导致电压降落明显时由交流配电模态平滑切换至直流供电模态，保证变流器等元器件安全和用户供电连续性。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种低压交直流配电模态转换系统，应用于输配电系统，所述输配电系统包括配电电源、配电线路和负荷，所述配电模态转换系统包括送端变流器、受端变流器和若干断路器；
所述送端变流器设置于所述输配电系统的所述配电电源侧，所述受端变流器设置于所述输配电系统的所述负荷侧；
第一断路器设置于所述送端变流器和所述配电线路之间；第二断路器设置于所述受端变流器和所述配电线路之间；第三断路器设置于所述受端变流器和所述负荷之间；第四断路器设置于所述配电电源和所述配电线路之间；第五断路器设置于所述配电线路和所述负荷之间。
优选地，所述第二断路器与受端变流器正负输入端的线路连接处分别串联有一个相同规格的电感。
优选地，所述电感的电感值由输配电系统异常情况下的电流极限值确定。
优选地，所述送端变流器和所述受端变流器均为二极管钳位式三电平拓扑结构的换流器。
本发明实施例还提供一种低压交直流配电模态转换系统的时序控制方法，应用于上述任一实施例所述的低压交直流配电模态转换系统，包括：
在检测到负载端电压不合格时，控制第五断路器执行断开动作；
为了保证用户侧在切换过程中不断电，在检测到负载无电压支撑时，给第五断路器发送关断指令的同时，控制第三断路器执行闭合动作；
在检测到受端变流器的直流侧电压下降速率超过预设值且输入侧极性正确时，控制第二断路器执行闭合动作；
在检测到第四断路器处电流异常时，控制第四断路器执行断开动作；
待第四断路器断开后，在第一断路器的输出侧检测到电压由交流变为直流时，控制第一断路器执行闭合动作，送端变流器向受端变流器输送功率，完成由交流供电模态向直流供电模态的切换。
优选地，所述在检测到受端变流器的直流侧电压下降速率超过预设值且输入侧极性正确时，控制第二断路器执行闭合动作，包括：
在检测到受端变流器的直流侧电压下降速率超过预设值，且确认输入侧的A相电压与C相电压相反后，控制第二断路器执行闭合动作。
本发明实施例还提供一种低压交直流配电模态转换系统的时序控制装置，应用于上述任一实施例所述的低压交直流配电模态转换系统，包括：
第五断路器控制模块，用于在检测到负载端电压不合格时，控制第五断路器执行断开动作；
第三断路器控制模块，用于保证用户侧在切换过程中不断电，在检测到负载无电压支撑时，给第五断路器发送关断指令的同时，控制第三断路器执行闭合动作；用于保证用户侧在切换过程中不断电；
第二断路器控制模块，用于在检测到受端变流器的直流侧电压下降速率超过预设值且输入侧极性正确时，控制第二断路器执行闭合动作；用于让供电侧接收到负载侧的相关动作信息；
第四断路器控制模块，用于在检测到第四断路器处电流异常时，控制第四断路器执行断开动作；
第一断路器控制模块，用于待第四断路器断开后，在第一断路器的输出侧检测到电压由交流变为直流时，控制第一断路器执行闭合动作，送端变流器向受端变流器输送功率，完成由交流供电模态向直流供电模态的切换。
优选地，所述第二断路器控制模块，还用于在检测到受端变流器的直流侧电压下降速率超过预设值，且确认输入侧的A相电压与C相电压相反后，控制第二断路器执行闭合动作。
本发明实施例还提供一种计算机终端设备，包括一个或多个处理器和存储器。存储器与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一实施例所述的低压交直流配电模态转换系统的时序控制方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的低压交直流配电模态转换系统的时序控制方法。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明实施例的低压交直流配电模态转换系统的时序控制方法能保证变流器等元器件安全性和用户供电连续性，通过检测两侧电压电流变化情况确定远距离开关动作的控制信号，不需另设通信线路且这些电气信息的获取准确可靠。当轻载、末端电压合格时能够采用交流配电模态以提高供电效率；当重载、末端电压偏低时能够切换至直流配电模态以改善末端用户电压合格率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明某一实施例提供的低压交直流配电模态转换系统的结构示意图；
图2是本发明某一实施例提供的低压交直流配电模态转换系统异常情况的等效电路图；
图3是本发明某一实施例提供的低压交直流配电模态转换系统电流极限值随着接入电感变化的关系曲线图；
图4是本发明某一实施例提供的低压交直流配电模态转换系统负载侧电压电流的波形图；
图5是本发明另一实施例提供的低压交直流配电模态转换系统中负载侧电压电流的波形图；
图6是本发明某一实施例提供的低压交直流配电模态转换系统流过中间线路的电流和中间线路左右侧电压整体波形图
图7是本发明某一实施例提供的低压交直流配电模态转换系统切换节点局部放大波形图；
图8是本发明某一实施例提供的二级管钳位式三电平换流器的结构示意图；
图9是本发明某一实施例提供的低压交直流配电模态转换系统的时序控制方法的流程示意图；
图10是本发明某一实施例提供的低压交直流配电模态转换系统的时序控制装置的结构示意图；
图11是本发明某一实施例提供的计算机终端设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不作为对步骤执行先后顺序的限定。
应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
现有的开关切换控制的方案是将一侧的电气和开关信息通过通信技术传输到异侧，综合分析后确定相应的开关切换控制信号。传输信息的技术主要包括：(1)利用无线通信：无线通信的建设成本低,施工简单,覆盖的范围广，可以进行灵活拓展。但其安全性和可靠性都比较低，且数据容量以及通信速率有一定限制。(2)利用有线通信：有线传输方式有电力线载波和RS-485现场总线等。电力线载波利用现有的供电线路不需另铺专用通信线路，但电力线大多是非屏蔽线，固有干扰较大，且载波信号只能在一个配电变压器区域内传送，通信距离较短；现场总线具有通信效率高，可靠性好等优点，但需铺设专用线路，工程造价太高。
考虑到现有技术的上述缺陷，本发明实施例提出交流切换直流的开关控制时序方案，为保证变流器等元器件安全和用户供电连续性，信息传输速率要可靠且快速。随着无线通信技术被广泛应用，无线信号的数量不断增加，造成了不同信号间容易相互干扰，且无线通信具有衰落的特性，影响信息传输的准确性和可靠性。有线通信虽然能保证信号传输的稳定性和可靠性，但其建设成本较高，大部分的资金都用于通信线路的铺设，而且有线通信受限于传输介质，一旦传输介质出现故障或遭到破坏，将很大程度上影响到信息的传输。故提出通过检测两侧电压电流变化情况确定两侧开关切换控制的方案，不需另设通信线路，成本低，且信息的获取准确可靠且快速。
请参阅图1，图1为本发明某一实施例提供的低压交直流配电模态转换系统的结构示意图。本实施例提供的低压交直流配电模态转换系统应用于输配电系统，输配电系统包括配电电源、配电线路和负荷，配电模态转换系统包括送端变流器、受端变流器和若干断路器；送端变流器设置于输配电系统的配电电源侧，受端变流器设置于输配电系统的负荷侧；第一断路器设置于送端变流器和配电线路之间；第二断路器设置于受端变流器和配电线路之间；第三断路器设置于受端变流器和负荷之间；第四断路器设置于配电电源和配电线路之间；第五断路器设置于配电线路和负荷之间。
本发明实施例基于的低压交直流配电模态转换系统整体结构包括配电电源等值模型、现有配电线路的等值模型和负荷的等值模型，这些等值模型分别是对现有配电系统中电源、线路和负载的数学等值，并不代表实际系统。该低压交直流配电模态转换系统主要由送端变流器、受端变流器和断路器等组件构成。靠近电网侧的送端变流器将电网的三相交流电整流成直流电；靠近负荷侧的受端变流器将直流电逆变成三相交流电，在直流配电的情况下为负载提供电压支撑，在交流配电的情况下起到并联电能质量补偿的作用。为保证交流配电和直流配电切换的快速性，送端变流器可一直工作于整流状态，故该变流器的交流侧可始终与网侧相连。在本发明实施例中，第二断路器与受端变流器正负输入端的线路连接处分别串联有一个相同规格的电感。
在本发明实施例中，第二断路器的正负输入端串联的电感的电感值由输配电系统异常情况下的电流极限值确定。
在某一具体实施例中，根据异常情况的电流极限值确定接入电感的电感值，以单相分析，极限情况可不考虑左右侧变流器，得到等效电路如图2所示。
由该等效电路图得到以下计算式：
Figure BDA0003090017410000071
Figure BDA0003090017410000072
其中，Uc为等效电路中电容C两端的电压；Uc0表示t＝0时，电容电压Uc的初始值；i表示流过电容的电流；A表示电源电压的幅值；V为配电电源系统的电压即交流电源；R和L为中间线路等效电阻和电感，C为直流侧电容，
Figure BDA0003090017410000073
为交流电源电压接入时刻的相位角，求解该常系数非齐次线性微分方程，令
Figure BDA0003090017410000074
得到暂态解：
L偏小时：
Figure BDA0003090017410000075
L偏大时：
Figure BDA0003090017410000076
稳态解：
Figure BDA0003090017410000077
Figure BDA0003090017410000078
其中，C1～C4指暂态解的常系数；p＝2πf，f表示频率；h＝A/LC；接入时刻电源电压的相位和电容的初始电压值会影响线路的极限电流值。常数Cx(x＝1,2,3,4)可以通过初始条件求得。分析可得，电容初始电压越大，电流越大，故要取极限值Uc0取350V。但电流极限值与接入时刻的相位的关系不能通过具体关系解求得，故编程利用遍历法求得。最终得到电流极限值随着接入电感变化的关系曲线图如图3所示，结合线路的过流能力确定接入电感值。
请参阅图4-图7，图4-5为负载侧电压电流波形图，其中，图4表示流过中间线路的电流整体波形图，负载端电压和负载端电流波形，0.3s前为交流供电模态下的电压电流波形，0.3s后为切换过程以及切换为直流供电模态下的电压电流波形。图5表示中间线路左右侧电压整体波形图；图6为流过中间线路的电流和中间线路左右侧电压整体波形图，为切换节点局部放大波形图。由图4-5可以得到，交流模态切换成直流模态后，负载端电压从269.7V上升到309.3V，直流模态下负载端电压THD为2.12％，满足要求。从图6的整体波形图可以看出，中间线路完成了从交流输电到直流输电的转换。从图7可以看出，收到关断信号的交流侧第五断路器S5在第一个电流过零点后才成功关断，模拟了现实中的灭弧过程。从图7的中间电压左侧电压波形图可以看出，在t＝0.309s时，A相电压为正，C相电压为负，此时闭合第二断路器S2，其直流侧电容未承受反压，且还有接入电感的作用，异常电流不至于太大。在t＝0.312s时，异常电流增大到检测阈值，立马给第四断路器S4发送关断信号，此时不能在零电流条件下关断第四断路器S4，故存储在线路电感中的能量得不到释放，造成些许电压冲击，可设计合理的吸能支路吸收断路器开断瞬间产生的能量来减小电压冲击。t＝0.32s时，第一断路器S1检测到中间线路的电压由交流变直流后闭合，完成从交流模态向直流模态的转换。
请结合图1，参阅图8，在本发明实施例中，送端变流器和受端变流器均为二极管钳位式三电平拓扑结构的换流器。具体的送端变流器和受端变流器均采用图8所示的二极管钳位式三电平拓扑结构，图8中的A-B-C-N、正极(+)、负极(－)分别与图1中送端变流器和受端变流器的连接端子对应。送端变流器的A-B-C三个端子分别与现有配电线路的A、B、C三相连接，其正极端子连接现有线路的A相，负极端子连接现有线路的C相，N端子连接现有三相四线线路的N线。相应的，受端变流器与此对应，受端变流器的A-B-C三个端子与负载A、B、C三相线路连接，受端变流器的正极端子连接A相，负极端子连接C相，N端子连接N线。以上只是其中的一个实施例，实际中受线路相序影响，送端变流器和受端变流器的正极端子和负极端子只要与现有三相线路中的任意两个不相邻的相连接即可，并不一定指定必须是A相和C相。
在本发明实施例中，第一断路器S1、第二断路器S2和第三断路器S3都闭合，第四断路器S4和第五断路器S5都断开时，就切换到直流方式为用户供电；第一断路器S1、第二断路器S2和第三断路器S3都断开，第四断路器S4和第五断路器S5都闭合时，则由原来的400V交流直接为用户供电。第一断路器S1、第二断路器S2和第三断路器S3属于直流配电模态下关联的开关；第四断路器S4和第五断路器S5属于交流配电模态下关联的开关。需要特别指出的是这两组(第一断路器S1、第二断路器S2和第三断路器S3为一组，第四断路器S4和第五断路器S5为另外一组)不同模态所关联的开关在任何时候都不能同时闭合，以防止出现交流系统和直流系统之间发生电气短路的情况。
当负荷侧需求功率不高，末端电压满足要求时采用交流工作模式为负载供电，交流工作模式下第一断路器S1、第二断路器S2和第三断路器S3均断开，第四断路器S4和第五断路器S5闭合，送端变流器和受端变流器被旁路，用户负荷直接从配网获得电能(有功功率路径如蓝色箭头所示)，这种模式就是现有的400V配网供电方式，导线一般采用三相四线制。
当负载需求功率增大，末端电压不合格时，需通过断路器切换时序的配合调整为直流工作模式，三相交流系统首先通过送端变流器被整流为直流，其中直流母线电压额定值为750V，然后利用原有三相四线中的三根导线(利用原有线路构建直流输电路径)，连接到受端变流器之后再逆变为三相交流，有功功率传输路径为直流工作模式，直流工作模式下第一断路器S1、第二断路器S2和第三断路器S3均闭合，第四断路器S4和第五断路器S5断开。
请参阅图9，图9为本发明某一实施例提供的低压交直流配电模态转换系统的时序控制方法的流程示意图。本实施例提供的低压交直流配电模态转换系统的时序控制方法，应用于上述任一实施例的低压交直流配电模态转换系统，包括以下步骤：
S110，在检测到负载端电压不合格时，控制第五断路器执行断开动作；用于保证用户侧在切换过程中不断电；
S120，在检测到负载无电压支撑时，给第五断路器发送关断指令的同时，控制第三断路器执行闭合动作；
S130，在检测到受端变流器的直流侧电压下降速率超过预设值且输入侧极性正确时，控制第二断路器执行闭合动作；用于让供电侧接收到负载侧的相关动作信息；
S140，在检测到第四断路器处电流异常时，控制第四断路器执行断开动作；
S150，待第四断路器断开后，在第一断路器的输出侧检测到电压由交流变为直流时，控制第一断路器执行闭合动作，送端变流器向受端变流器输送功率，完成由交流供电模态向直流供电模态的切换。
在本发明实施例中，指当低压配网系统用户端电压低于180V时判定为电压不合格。
在本发明实施例中，步骤S130具体包括在检测到受端变流器的直流侧电压下降速率超过预设值，且确认输入侧的A相电压与C相电压相反后，控制第二断路器执行闭合动作。确认输入侧的A相电压与C相电压相反后控制第二断路器执行闭合动作，即接入直流供电模态的任意两相线路，只要电压极性不同，就要控制第二断路器执行闭合动作。
在某一具体实施例中，为保证变流器等元器件安全和用户供电连续性的前提下，由交流模态切换至直流模态的开关控制逻辑时序如表1所示。其中，表1中的动作时刻仅作为示例，不作为动作开关的时间限制。
表1交流切换为直流的开关切换逻辑时序表
Figure BDA0003090017410000111
在本发明实施例中，交流模态下第一断路器S1、第二断路器S2和第三断路器S3都断开，第四断路器S4和第五断路器S5都闭合。负载端的电压检测装置在检测到负载端电压不满足要求后立马给第五断路器S5发送关断指令，为保证用户侧在切换过程中不断电，同时给第三断路器S3发送闭合指令。此时由受端变流器短暂地给负荷侧供电。
为了让供电侧接收到负载侧的相关动作信息，第二断路器S2在检测到受端变流器直流侧电压下降较快(表明负载侧在消耗此处电容上存储的能量)后立马开通，人为地引入第二断路器S2和第四断路器S4都闭合的交流电和直流侧电容相接的异常情况，在第四断路器S4处将检测到电流异常，立马执行关断动作。
在本实施例中，电流正常是ABC三相的电流方向相同，如从源到负载；电流异常是指，A相电流从源到负载，而C相电流从负载到源。
待第四断路器S4关断后，在第一断路器S1的输出侧(靠近线路端)将检测到电压由交流变为直流，此时执行闭合动作，送端变流器向受端变流器输送功率，完成由交流供电模态向直流供电模态的切换。
为了尽可能降低人为引入的异常情况的影响，在第二断路器S2闭合前要先观察输入侧(靠近线路端)电压，使A相电压为正，C相为负再动作，避免受端变流器直流侧的极性电容承受反压，可将原本联动两个开关的第二断路器S2分为两个第二断路器S21和第二断路器S22，这两个断路器可分别动作；同时在这两个第二断路器S21和第二断路器S22旁都串联一个大电感，在第二断路器S21、第二断路器S22和第四断路器S4都闭合的异常情况下起到限流的作用，而在正常情况下大电感接入直流侧，相当于短路，对直流配电模态基本没有影响。
请参阅图10，图10本发明某一实施例提供的低压交直流配电模态转换系统的时序控制装置的结构示意图。在本实施例中与上述实施例相同的部分，在此不再赘述。本实施例提供的低压交直流配电模态转换系统的时序控制装置，应用于上述任一实施例提供的低压交直流配电模态转换系统，包括：
第五断路器控制模块210，用于在检测到负载端电压不合格时，控制第五断路器执行断开动作；
第三断路器控制模块220，用于在检测到负载无电压支撑时，给第五断路器发送关断指令的同时，控制第三断路器执行闭合动作；用于保证用户侧在切换过程中不断电；
第二断路器控制模块230，用于在检测到受端变流器的直流侧电压下降速率超过预设值且输入侧极性正确时，控制第二断路器执行闭合动作；用于让供电侧接收到负载侧的相关动作信息；
第四断路器控制模块240，用于在检测到第四断路器处电流异常时，控制第四断路器执行断开动作；
第一断路器控制模块250，用于待第四断路器断开后，在第一断路器的输出侧检测到电压由交流变为直流时，控制第一断路器执行闭合动作，送端变流器向受端变流器输送功率，完成由交流供电模态向直流供电模态的切换。
在本发明实施例中，第二断路器控制模块230具体还用于在检测到受端变流器的直流侧电压下降速率超过预设值，且确认输入侧的A相电压与C相电压相反后，控制第二断路器执行闭合动作。
请参阅图11，本发明实施例提供一种计算机终端设备，包括一个或多个处理器和存储器。存储器与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任意一个实施例中的低压交直流配电模态转换系统的时序控制方法。
处理器用于控制该计算机终端设备的整体操作，以完成上述的低压交直流配电模态转换系统的时序控制方法的全部或部分步骤。存储器用于存储各种类型的数据以支持在该计算机终端设备的操作，这些数据例如可以包括用于在该计算机终端设备上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。该存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static RandomAccess Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
在一示例性实施例中，计算机终端设备可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific 1ntegrated Circuit，简称AS1C)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device,简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的低压交直流配电模态转换系统的时序控制方法，并达到如上述方法一致的技术效果。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述任意一个实施例中的低压交直流配电模态转换系统的时序控制方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器，上述程序指令可由计算机终端设备的处理器执行以完成上述的低压交直流配电模态转换系统的时序控制方法，并达到如上述方法一致的技术效果。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种低压交直流配电模态转换系统，应用于输配电系统，所述输配电系统包括配电电源、配电线路和负荷，其特征在于，所述配电模态转换系统包括送端变流器、受端变流器和若干断路器；
所述送端变流器设置于所述输配电系统的所述配电电源的一侧，所述受端变流器设置于所述输配电系统的所述负荷的一侧；
第一断路器设置于所述送端变流器和所述配电线路之间；第二断路器设置于所述受端变流器和所述配电线路之间；第三断路器设置于所述受端变流器和所述负荷之间；第四断路器设置于所述配电电源和所述配电线路之间；第五断路器设置于所述配电线路和所述负荷之间；
所述第二断路器与受端变流器正负输入端的线路连接处分别串联有一个相同规格的电感；
所述电感的电感值由输配电系统异常情况下的电流极限值确定；
所述电感的电感值由输配电系统异常情况下的电流极限值确定，具体为：
根据异常情况的电流极限值确定接入电感的电感值，以单相分析，得到等效电路；
所述等效电路图得到以下计算式：
Figure FDA0003679102220000011
Figure FDA0003679102220000012
其中，Uc为等效电路中电容C两端的电压；Uc0表示t＝0时，电容电压Uc的初始值；i表示流过电容的电流；A表示电源电压的幅值；V为配电电源系统的电压即交流电源；R和L为中间线路等效电阻和电感，C为直流侧电容，
Figure FDA0003679102220000013
为交流电源电压接入时刻的相位角，求解常系数非齐次线性微分方程，令
Figure FDA0003679102220000014
得到暂态解：
L偏小时：
Figure FDA0003679102220000021
L偏大时：
Figure FDA0003679102220000022
稳态解：
Figure FDA0003679102220000023
Figure FDA0003679102220000024
其中，C1～C4指暂态解的常系数；p＝2πf，f表示频率；h＝A/LC；接入时刻电源电压的相位和电容的初始电压值会影响线路的极限电流值；
利用遍历法求得到电流极限值随着接入电感变化的关系曲线，得到电流极限值。
2.根据权利要求1所述的低压交直流配电模态转换系统，其特征在于，所述送端变流器和所述受端变流器均为二极管钳位式三电平拓扑结构的换流器。
3.一种低压交直流配电模态转换系统的时序控制方法，应用于权利要求1-2任一项所述的低压交直流配电模态转换系统，其特征在于，包括：
在检测到负载端电压不合格时，控制第五断路器执行断开动作；
为了保证用户侧在切换过程中不断电，在检测到负载无电压支撑时，给第五断路器发送关断指令的同时，控制第三断路器执行闭合动作；
为了让供电侧接收到负载侧的相关动作信息，在检测到受端变流器的直流侧电压下降速率超过预设值且输入侧极性正确时，控制第二断路器执行闭合动作；
在检测到第四断路器处电流异常时，控制第四断路器执行断开动作；
待第四断路器断开后，在第一断路器的输出侧检测到电压由交流变为直流时，控制第一断路器执行闭合动作，送端变流器向受端变流器输送功率，完成由交流供电模态向直流供电模态的切换。
4.根据权利要求3所述的低压交直流配电模态转换系统的时序控制方法，其特征在于，所述在检测到受端变流器的直流侧电压下降速率超过预设值且输入侧极性正确时，控制第二断路器执行闭合动作，包括：
在检测到受端变流器的直流侧电压下降速率超过预设值，且确认输入侧的A相电压与C相电压相反后，控制第二断路器执行闭合动作。
5.一种低压交直流配电模态转换系统的时序控制装置，应用于权利要求1-2任一项所述的低压交直流配电模态转换系统，其特征在于，包括：
第五断路器控制模块，用于在检测到负载端电压不合格时，控制第五断路器执行断开动作；
第三断路器控制模块，用于在检测到负载无电压支撑时，给第五断路器发送关断指令的同时，控制第三断路器执行闭合动作；
第二断路器控制模块，用于在检测到受端变流器的直流侧电压下降速率超过预设值且输入侧极性正确时，控制第二断路器执行闭合动作；
第四断路器控制模块，用于在检测到第四断路器处电流异常时，控制第四断路器执行断开动作；
第一断路器控制模块，用于待第四断路器断开后，在第一断路器的输出侧检测到电压由交流变为直流时，控制第一断路器执行闭合动作，送端变流器向受端变流器输送功率，完成由交流供电模态向直流供电模态的切换。
6.根据权利要求5所述的低压交直流配电模态转换系统的时序控制装置，其特征在于，所述第二断路器控制模块，还用于在检测到受端变流器的直流侧电压下降速率超过预设值，且确认输入侧的A相电压与C相电压相反后，控制第二断路器执行闭合动作。
7.一种计算机终端设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求3至4任一项所述的低压交直流配电模态转换系统的时序控制方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求3至4任一项所述的低压交直流配电模态转换系统的时序控制方法。
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