[發(fā)明專(zhuān)利]一種端口故障自動(dòng)穿越的功率控制方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110825458.0
• 申請(qǐng)日: 2021-07-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113394780B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉宇;錢(qián)霜秋;季晨宇;王沁洋;黃霆
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司南通供電分公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/00;H02J3/28
• 代理公司: 蘇州市港澄專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 32304
• 代理人: 范佳晨

本發(fā)明提供了一種端口故障自動(dòng)穿越的功率控制方法和系統(tǒng)，該方法包括：判定多端口電力電子變壓器的主端口是否發(fā)生故障；當(dāng)確定主端口發(fā)生故障時(shí)，判斷故障前主端口功率為正還是負(fù)；當(dāng)確定故障前主端口功率為負(fù)時(shí)，主端口的儲(chǔ)能控制模塊從非主端口中選擇輸出功率調(diào)節(jié)優(yōu)先級(jí)最高的非主端口為新的主端口；當(dāng)確定故障前主端口功率為正時(shí)，主端口的儲(chǔ)能控制模塊自動(dòng)切換到輸入功率調(diào)節(jié)優(yōu)先級(jí)最高的非主端口；本發(fā)明能夠在主端口故障的情況下，按照預(yù)設(shè)的優(yōu)先級(jí)自動(dòng)找到新的主端口進(jìn)行儲(chǔ)能控制，使得整個(gè)PET正常工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及多端口電力電子變壓器的主端口發(fā)生故障時(shí)的功率控制處理方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電力電子變壓器(Power Electronic Transformer，PET)又叫電子電力變壓器(Electronic Power Transformer，EPT)，是一種基于大功率電力電子變換技術(shù)及控制和能量傳遞的智能的電力變壓器，通過(guò)大功率的電子器件及電力電子整流、逆變技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電能在電網(wǎng)中的傳輸。

常用的電力電子變壓器為多端口電力電子變壓器(MPPET)，如圖1所示，端口數(shù)為n(n≧2，n為正整數(shù))，MPPET的端口分別標(biāo)注為端口1，端口2……端口n。

采用電力電子技術(shù)，MPPET每個(gè)端口的功率都是可以控制的，根據(jù)能量守恒原理，當(dāng)內(nèi)部沒(méi)有儲(chǔ)能時(shí)，所有端口的功率之和必須嚴(yán)格為0，否則會(huì)因?yàn)楣β什黄ヅ涠a(chǎn)生很大的電壓或電流應(yīng)力，造成電力系統(tǒng)中設(shè)備的損壞，且由于功率控制很難保證完全的準(zhǔn)確，因此常規(guī)情況下，只控制n個(gè)端口中的n-1個(gè)端口的功率，剩下一個(gè)端口的功率自動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)匹配實(shí)現(xiàn)。

在實(shí)際應(yīng)用中，為了給MPPET各個(gè)端口的功率匹配留有一定的余量，MPPET內(nèi)部還會(huì)有一定的儲(chǔ)能元件，最常用的是電容儲(chǔ)能，系統(tǒng)正常工作時(shí)，儲(chǔ)能電容上會(huì)有一定的能量存儲(chǔ)，當(dāng)各端口功率不匹配的時(shí)候，多余或者欠缺的能量會(huì)在儲(chǔ)能電容上充放電，這樣短時(shí)間的能量不匹配就不會(huì)對(duì)MPPET產(chǎn)生很大的電壓或電流應(yīng)力。因此，加入電容儲(chǔ)能之后，多端口的功率控制就只需要控制所有端口的功率之和在一定時(shí)間段內(nèi)的平均值為0就可以了，大大降低了對(duì)控制響應(yīng)速度的要求。

如圖2所示，內(nèi)部包含儲(chǔ)能的MPPET通常采用的功率控制方式如圖2，MPPET包含n端口，通過(guò)潮流調(diào)度算法模塊分別計(jì)算出其中n-1個(gè)端口的功率參考，如圖2中的P2_ref，P3_ref，...，Pn_ref，通過(guò)端口功率控制將該端口的功率控制在參考值上(其中負(fù)載端口的功率是由負(fù)載決定的)；剩余一個(gè)端口的功率參考則通過(guò)“儲(chǔ)能控制”產(chǎn)生，也就是依據(jù)MPPET內(nèi)部的儲(chǔ)能變化量動(dòng)態(tài)調(diào)整該端口的功率參考，傳統(tǒng)MPPET的控制在正常運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)潮流優(yōu)化算法任意設(shè)定各個(gè)端口之間的功率。

在傳統(tǒng)MPPET控制方法中，儲(chǔ)能控制是MPPET正常工作的關(guān)鍵，用于儲(chǔ)能控制的端口認(rèn)為是MPPET的主端口。因此，如果這個(gè)端口出現(xiàn)故障，則儲(chǔ)能控制就不能正常工作，剩下的端口就不能滿(mǎn)足功率之和等于0的基本要求，MPPET就有可能整機(jī)保護(hù)，給電力系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重的影響。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的端口故障自動(dòng)穿越的功率控制方法和系統(tǒng)，提出了一種新的控制方式，能夠在電力電子變壓器的主端口發(fā)生故障的情況下，按照預(yù)設(shè)的優(yōu)先級(jí)自動(dòng)找到新的主端口進(jìn)行儲(chǔ)能控制，控制電力系統(tǒng)正常工作，使得端口滿(mǎn)足功率之和等于0的基本要求，實(shí)現(xiàn)MPPET的整機(jī)保護(hù)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用價(jià)值。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供一種端口故障自動(dòng)穿越的功率控制方法，該方法包括：判定多端口電力電子變壓器的主端口是否發(fā)生故障；當(dāng)確定主端口發(fā)生故障時(shí)，判斷故障前主端口功率為正還是負(fù)；當(dāng)確定故障前主端口功率為負(fù)時(shí)，主端口的儲(chǔ)能控制模塊從非主端口中選擇輸出功率調(diào)節(jié)優(yōu)先級(jí)最高的非主端口為新的主端口；當(dāng)確定故障前主端口功率為正時(shí)，主端口的儲(chǔ)能控制模塊從非主端口中選擇輸入功率調(diào)節(jié)優(yōu)先級(jí)最高的非主端口為新的主端口。