[發明專利]一種背靠背柔性合環開關狀態切換方法

在審

• 申請號: 202110605522.4
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113315123A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 易皓;李帥奇;卓放;朱承治;陳江南;馬澤坤
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;國網浙江省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/06;H02J3/36;H02M5/458
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明公開一種背靠背柔性合環開關狀態切換方法，包括以下步驟：1)若該側電網發生故障時，變流器與故障側電網脫離從而工作在電壓源模式，即為Vf模式；如果該側電網恢復，該側變流器由Vf模式經過與電網預同步后切換為PQ模式，運行于U_dcQ控制模式下的變流器不需要變動；2)若運行于U_dcQ控制模式下的變流器側電網失電，此時該側應由U_dcQ模式切換至Vf模式；而另一側變流器應由PQ模式切換至U_dcQ模式，待到電網恢復后，重新預同步并網。采用柔性切換策略，會大幅度降低強制切換下交流側電壓和電流的沖擊量，減小對交直流側設備的影響，具有一定的實際應用價值。

技術領域

本發明屬于配電網電力電子裝置的控制策略領域，涉及一種背靠背柔性合環開關狀態切換方法。

背景技術

隨著各種分布式新能源的廣泛并網、電動汽車的靈活接入，以及用戶側的優質服務與靈活互動，發展面向未來綜合能源體系的智能配電系統已成為世界各國的廣泛共識。特別是在電力系統末端、直接面向電力用戶的配電網層面，隨著調控手段和電源類型的不斷豐富，通過提高供電系統的利用率和配電網運行性能來保障關鍵核心負荷的供電品質成為智能配電網的重要關注點。

智能配電網的發展主要集中在二次系統方面，而受限于短路容量、電磁環網等問題，配電網一次系統仍被迫采用閉環設計、開環運行的供電方式。這種傳統配網的調控主要依靠變壓器分接頭調整、常規開關通斷控制等手段，調控速度慢、靈活性不足，且經常存在倒閘操作、合環電流沖擊、安全性、可靠性等問題。柔性合環開關作為一種新型設備，用以替代傳統聯絡開關。它能夠準確控制其所連接兩側饋線的有功與無功功率，實現交流兩側電網的異步互聯，同時可以實現快速的通斷控制，防止故障問題的傳播。柔性合環開關的引入徹底改變了傳統配電網閉環設計、開環運行的供電方式，避免了開關變位造成的安全隱患，大大提高了配電網控制的實時性與快速性，為配電網的運行帶來了諸多益處。

傳統配電網仍大量采用斷路器作為聯絡開關，不能實現合環運行，無法保證聯絡開關處關鍵負荷的供電連續性。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明提出一種背靠背柔性合環開關狀態切換方法，該方法考慮兩側關鍵負荷供電連續性，可以對兩側關鍵負荷實現雙電源供電，大大提高了供電可靠性。

本發明采用的技術方案如下：

一種背靠背柔性合環開關狀態切換方法，包括以下步驟：

柔性合環開關運行時，中間直流環節電壓保持恒定，強電網側的變流器為定直流側電壓控制模式，即為U_dcQ模式；另一側變流器在并網狀態下，工作在電流源模式，即為PQ模式；

1)若運行于PQ控制模式下的變流器側電網發生故障時，變流器與故障側電網脫離從而工作在電壓源模式，即為Vf模式；如果該側電網恢復，該側變流器由Vf模式經過與電網預同步后切換為PQ模式，運行于U_dcQ控制模式下的變流器不需要變動；

2)若運行于U_dcQ控制模式下的變流器側電網失電，此時該側應由U_dcQ模式切換至Vf模式；而另一側變流器應由PQ模式切換至U_dcQ模式，待到電網恢復后，重新預同步并網。

作為本發明的進一步改進，柔性合環開關工作在三種控制模式下的電流內環控制部分是相同的，具體包括：

變流器內部需要實時記錄內環控制器給定的參考值；不同模式切換時，將上一時刻記錄的狀態值賦予下一時刻的外環控制器的狀態，使得控制器輸出前后平滑過渡，減小切換過程中電流內環給定參考值的躍升；

故障隔離過程的平滑運行時，需要對電網相位進行實時檢測與追蹤，當發生故障時，故障側變流器在上一時刻記錄的相位值基礎上繼續運行，確保變流器控制器切換過程中相位的連續。