[發明專利]含電力電子變壓器的中壓配電網供電能力分析方法及系統

有效

• 申請號: 201811613685.1
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109638827B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 程林;萬宇翔;張宸宇;田立亭;黃強
• 申請（專利權）人: 清華大學;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 張超艷;李玉琦

1.一種含電力電子變壓器的中壓配電網供電能力分析方法，其特征在于，包括：

通過中壓配電網規劃方案中各饋線和各電力電子變壓器的聯絡關系，生成聯絡關系矩陣；

通過中壓配電網中設備的運行可調容量約束條件，生成容量約束矩陣；

構建N-1安全約束條件；

根據N-1安全約束條件、聯絡關系矩陣以及容量約束矩陣對中壓配電網的最大供電能力進行分析，獲得最佳中壓配電網規劃方案，

其中，所述構建構建N-1安全約束條件的步驟包括：

對含電力電子變壓器的中壓配電網N-1故障類型及負荷轉供策略進行分類，所述中壓配電網的N-1故障包括：第一故障，負荷饋線N-1故障；第二故障，電力電子變壓器本地端口內分布式電源N-1故障；第三故障，電力電子變壓器輸入級端口N-1故障；第四故障，電力電子變壓器某輸出端口N-1故障；第五故障，電力電子變壓器故障；所述負荷轉供策略包括：第一策略，通過本地電力電子變壓器的內部直流母線進行功率平衡；第二策略，負荷通過聯絡開關轉供到其他電力電子變壓器端口下；

建立含電力電子變壓器的中壓配電網N-1校驗流程，包括：中壓配電網未通過N-1校驗，存在第一故障時，采用第一策略或第二策略進行調整，直到通過N-1校驗；當中壓配電網未通過N-1校驗，存在第二故障或/和第三故障時，采用第一策略進行調整，直到通過N-1校驗；中壓配電網未通過N-1校驗，存在第四故障或/和第五故障時，采用第二策略進行調整，直到通過N-1校驗，

其中，判斷是否通過N-1校驗的方法包括：

1)對于負荷饋線N-1故障，當可在電力電子變壓器本地端口內形成轉供或者通過聯絡開關轉供到外部電力電子變壓器某供電端口時，轉供成功，認為該饋線通過N-1校驗；

2)對于本地端口內分布式電源N-1故障，可通過調節與之相連的電力電子變壓器各端口電壓，利用其它端口的功率可調特性，重新平衡電力電子變壓器的端口功率分配情況，轉供成功，認為該分布式電源通過N-1校驗；

3)對于電力電子變壓器輸入級端口N-1故障，可利用直流互聯線路以及各輸出端口的功率可調特性，重新平衡電力電子變壓器內部直流母線的功率時，轉供成功，認為其通過N-1校驗；

4)對于電力電子變壓器某輸出端口N-1故障，此時該端口對應的負荷無法從上級電源獲取功率，可通過聯絡開關將該端口負載全部轉接到其他電力電子變壓器，轉供成功，認為其通過N-1校驗；

5)對于電力電子變壓器故障，可通過聯絡開關將該區域所有負荷轉接到其他電力電子變壓器，轉供成功，認為通過N-1安全校驗。

2.根據權利要求1所述的含電力電子變壓器的中壓配電網供電能力分析方法，其特征在于，所述聯絡關系矩陣包括表示各電力電子變壓器之間聯絡關系的電子電力變壓器聯絡矩陣、表示饋線聯絡關系的饋線聯絡矩陣。

3.根據權利要求1所述的含電力電子變壓器的中壓配電網供電能力分析方法，其特征在于，所述容量約束矩陣包括表示電力電子變壓器各端口容量可調范圍的端口容量約束矩陣、饋線容量矩陣、表示饋線連接的分布式資源可調范圍的分布式資源約束矩陣、電壓調節約束矩陣和電流調節約束矩陣。

4.根據權利要求1所述的含電力電子變壓器的中壓配電網供電能力分析方法，其特征在于，所述根據N-1安全約束條件、聯絡關系矩陣以及容量約束矩陣對中壓配電網的最大供電能力進行分析的步驟包括：

將所有電力電子變壓器所帶的負荷之和作為目標函數根據下式(1)構建中壓配電網最大供電能力求解模型，

其中，Ω為電力電子變壓器的集合，Φ(i)為第i臺電力電子變壓器的端口集合，S_i為該臺電力電子變壓器的所帶負荷量，S_i,n表示該臺電力電子變壓器第n個端口所帶負荷量，S_{i,DC_LINK}為該電力電子變壓器通過直流互聯線路傳輸的容量；

將電力電子變壓器和饋線的轉帶負荷作為中壓配電網最大供電能力求解模型的等式約束；

將滿足柔直容量、饋線N-1、主變N-1的條件作為中壓配電網最大供電能力求解模型的不等式約束。