一種適用于城市區域性配電網的多dfacts設備協調運行控制方法
【專利摘要】本發明涉及一種適用于城市區域性配電網典型拓撲的多DFACTS設備協調控制方法，通過以下步驟：步驟（1）：應對系統電壓跌落，協調控制DVR和SSTS，步驟（2）：應對系統電壓閃變與無功補償，協調控制DSTATCOM和多組TSC，步驟（3）：結合步驟（1）和步驟（2）得到4種DFACTS設備的協調控制方法；實現城市區域性配電網多DFACTS設備的協調控制，實現方式簡單；對今后城市區域性配電網的工程實踐，具有指導作用。
【專利說明】—種適用于城市區域性配電網的多DFACTS設備協調運行控制方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及到定制電力【技術領域】，尤其涉及到一種適用于城市區域性配電網典型拓撲的多DFACTS設備協調控制方法。

【背景技術】
[0002]隨著半導體制造、IT行業、精密儀器、PLC控制的工業設備等敏感負荷的增加，電能質量問題變得越來越突出，傳統的增加配線數量的方法能提高供電可靠性，但電壓閃變、無功補償和諧波治理等現代電能質量需求無法滿足，在重要的供用電場合，往往需要建立含有多種DFACTS設備的城市區域性配電網以滿足敏感負荷對電能質量的需求。用于城市區域性配電網的DFACTS設備主要有APF、DVR、SSTS、STATCOM、SVC和電池儲能等，他們分別應對不同的電能質量問題，應用的電壓等級和工作原理各不相同，在城市區域性配電網中，各裝置電氣距離較近，有些裝置的功能類似，如果在發生電能質量問題時不加以協調控制，不但會影響電能質量治理效果甚至可能會加劇電能質量問題并引起系統不穩定，區域配電網的優質電力需要各DFACTS裝置協同配合，因此，研究多DFACTS設備的協調控制策略具有重要的實際意義和工程價值。近年來，許多學者致力于研究多種DFACTS設備的協調控制策略，但多數研究僅考慮了兩種DFACTS設備，多種DFACTS設備協調控制策略研究較少。


【發明內容】

[0003]本發明要解決的技術問題是提供了一種適用于城市區域性配電網典型拓撲的多DFACTS設備協調控制方法，該方法依托雙路進線典型城市區域性配電網拓撲，針對電壓閃變、電壓暫降、無功及諧波補償等電能質量需求，給出區域配電網內DVR、SSTS、DSTATCOM和TSC等多DFACTS設備的協調控制策略，雙路進線的城市區域性配電網結構具有普適性，因此本發明提出的綜合協調控制方法可以在城市區域性配電網中進行推廣。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:
[0005]一種適用于城市區域性配電網典型拓撲的多DFACTS設備協調控制方法，包括如下步驟:
[0006]步驟(I):應對系統電壓跌落，協調控制DVR和SSTS。
[0007]所述步驟(I)包括以下步驟:
[0008]步驟(1-1):電能質量監控中心(powerquality monitoring and controllingcentre, PQMCC)監測主電源和備用電源的電壓有效值；
[0009]步驟(1-2):主電源電壓有效值Uml介于60%隊和85% Un之間，DVR不動作。若持續時間大于2ms (為了避免A/D轉換誤差、高頻干擾信號等導致電壓跌落檢測的不準確，引起DVR的誤動作)，PQMCC向DVR發出啟動信號，啟動DVR進行電壓補償。PQMCC監測到DVR能量耗盡后，向SSTS發出啟動信號，啟動SSTS ；
[0010]步驟(1-3):主電源電壓有效值Uml小于60% UN，PQMCC向DVR發出啟動信號，啟動DVR進行電壓補償。若持續時間大于2ms，則PQMCC向SSTS發出啟動信號同時向DVR發出閉鎖信號，SSTS將負荷從主電源側切換到備用電源側。待SSTS切換完成后，PQMCC向DVR發出相應的動作信號，啟動DVR，補償負載切換至無故障線路后的電壓暫態過程。暫態過程結束后，PQMCC向DVR發出閉鎖信號；
[0011]步驟(1-4):負荷已切換至備用電源側。若主電源電壓恢復正常，即Uml介于95%Un和105% Un之間，PQMCC向SSTS發出啟動信號，啟動SSTS將負荷從備用電源側切換至主電源側；
[0012]其中:隊系統的額定電壓；上述步驟中的兩個電壓閾值為85% Un和60% Un，實際應用中，可以根據敏感設備的耐壓特性和DVR的補償能力對其進行修正。
[0013]步驟(2):應對系統電壓閃變與無功補償，協調控制DSTATCOM和多組TSC。
[0014]所述步驟⑵包括以下步驟:
[0015]步驟(2-1) =PQMCC檢測出負載側的無功功率Qp
[0016]步驟(2-2)=PQMCC 對 Ql 進行判斷，若 Ql < Qdstatcom,則 Num = 0，Qref = Ql ;若 Ql 介于(n_l) Qc+Qdstatcom 和 nQc+QDSTATC0M 之間，則 Num — n, Qref — QL_nQc ；
[0017]其中:Qdstatot和Q。分別為DSTATCOM的容量和單臺TSC的容量；Num為需要投入的TSC的臺數；Q,ef為DSTATCOM的無功指令值；
[0018]步驟(2-3):根據步驟(2-2)，PQMCC向Num臺TSC發出投入信號，向DSTATCOM發出無功指令Qm ；
[0019]步驟(2-4):DSTATCOM進行無功儲備控制，以便DSTATCOM留有足夠的裕量進行電壓閃變的抑制。
[0020]步驟(3):結合步驟⑴和步驟(2)得到4種DFACTS設備的協調控制策略。
[0021]所述步驟(3)包括以下步驟:
[0022]步驟(3-1) =PQMCC監測主電源和備用電源的電壓有效值以及負載側的無功功率；
[0023]步驟(3-2):主電源電壓有效值Unil介于90% Un和110% Un之間，DSTATCOM運行于無功模式，并按照步驟(2)與TSC進行協調控制；DSTATC0M剩余容量用于電壓閃變的抑制；
[0024]步驟(3-3):主電源電壓有效值Uml小于90% Un,主電源側的DSTATCOM運行于電壓模式來抑制系統電壓的跌落；
[0025]步驟(3-4):與步驟(1-2)相同；
[0026]步驟(3-5):與步驟(1-3)相同；
[0027]步驟(3-6):當SSTS將負荷從主電源側切換到備用電源側后，根據步驟(2)，PQMCC向備用電源側的DSTATCOM發出無功指令Q,ef，并向Num臺TSC發出投入信號；
[0028]步驟(3-7):與步驟(1-4)相同；
[0029]采用本發明方法后，其有益效果為:
[0030]本發明是基于PQMCC實現的應對城市區域性配電網電壓跌落、電壓閃變和無功補償的綜合協調控制方案，PQMCC根據相應的監測量，按照一定的規則控制各DFACTS的開關狀態即可實現城市區域性配電網多DFACTS設備的協調控制，實現方式簡單；對今后城市區域性配電網的工程實踐，具有指導作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為雙路進線城市區域性配電網典型拓撲結構；
[0032]圖2為DSTATCOM和TSC的協調控制框圖；
[0033]圖3為4種DFACTS設備協調控制框圖；
[0034]圖4為相電壓有效值檢測框圖；
[0035]圖5為負載側無功功率檢測方法示意圖。

【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0037]適用于城市區域性配電網典型拓撲的多DFACTS設備協調控制方法，包括如下步驟:
[0038]步驟(1):DVR和SSTS之間的協調控制策略。
[0039]所述步驟(1)包括以下步驟:
[0040]步驟(1-1):如圖3,電能質量監控中心(power quality monitoring andcontrolling centre, PQMCC)監測主電源的電壓有效值(圖1中10KV I段母線電壓)和備用電源的電壓有效值(圖1中10KV II段母線電壓);假設第k(k = a，b，c)相電壓表達式為:
[0041]

【權利要求】
1.一種適用于城市區域性配電網典型拓撲的多DFACTS設備協調控制方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟(I):應對系統電壓跌落，協調控制DVR和SSTS ； 所述步驟(I)包括以下步驟: 步驟(1-1):電能質量監控中心監測主電源和備用電源的電壓有效值； 步驟(1-2):主電源電壓有效值Uml介于60% Un和85% Un之間，DVR不動作，若持續時間大于2ms，PQMCC向DVR發出啟動信號，啟動DVR進行電壓補償，PQMCC監測到DVR能量耗盡后，向SSTS發出啟動信號，啟動SSTS ； 步驟(1-3):主電源電壓有效值Uml小于60% UnjPQMCC向DVR發出啟動信號，啟動DVR進行電壓補償，若持續時間大于2ms，則PQMCC向SSTS發出啟動信號同時向DVR發出閉鎖信號，SSTS將負荷從主電源側切換到備用電源側，待SSTS切換完成后，PQMCC向DVR發出相應的動作信號，啟動DVR，補償負載切換至無故障線路后的電壓暫態過程，暫態過程結束后，PQMCC向DVR發出閉鎖信號； 步驟(1-4):負荷已切換至備用電源側，若主電源電壓恢復正常，即Uml介于95%隊和105% Un之間，PQMCC向SSTS發出啟動信號，啟動SSTS將負荷從備用電源側切換至主電源側； 其中叫系統的額定電壓；上述步驟中的兩個電壓閾值為85% Un和60% Un，實際應用中，可以根據敏感設備的耐壓特性和DVR的補償能力對其進行修正； 步驟(2):應對系統電壓閃變與無功補償，協調控制DSTATCOM和多組TSC; 所述步驟(2)包括以下步驟: 步驟(2-1) =PQMCC檢測出負載側的無功功率 步驟(2-2) =PQMCC 對 進行判斷，若 W < Qdstatcom,則 Num = 0，Qref = 若 k 介于(n_l) Qc+Qdstatcom 和 nQc+QDSTATC0M 之間，則 Num — n, Qref — QL_nQc ； 其中:QDSTA.和Q。分別為DSTATCOM的容量和單臺TSC的容量；Num為需要投入的TSC的臺數；Q,ef為DSTATCOM的無功指令值； 步驟(2-3):根據步驟(2-2)，PQMCC向Num臺TSC發出投入信號，向DSTATCOM發出無功指令QMf ； 步驟(2-4):DSTATC0M進行無功儲備控制，以便DSTATCOM留有足夠的裕量進行電壓閃變的抑制； 步驟(3):結合步驟⑴和步驟(2)得到4種DFACTS設備的協調控制策略； 所述步驟(3)包括以下步驟: 步驟(3-1) =PQMCC監測主電源和備用電源的電壓有效值以及負載側的無功功率； 步驟(3-2):主電源電壓有效值Uml介于90% Un和110% Un之間，DSTATCOM運行于無功模式，并按照步驟(2)與TSC進行協調控制；DSTATC0M剩余容量用于電壓閃變的抑制；步驟(3-3):主電源電壓有效值Uml小于90% Un,主電源側的DSTATCOM運行于電壓模式來抑制系統電壓的跌落； 步驟(3-4):與步驟(1-2)相同； 步驟(3-5):與步驟(1-3)相同； 步驟(3-6):當SSTS將負荷從主電源側切換到備用電源側后，根據步驟(2)，PQMCC向備用電源側的DSTATCOM發出無功指令Q,ef，并向Num臺TSC發出投入信號； 步驟(3-7):與步驟(1-4)相同。
【文檔編號】H02J3/12GK104184142SQ201410409474
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月19日 優先權日:2014年8月19日
【發明者】梁營玉, 劉建政, 許杏桃, 王一, 楊奇遜, 李群, 袁曉冬, 陳兵 申請人:國家電網公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學研究院, 華北電力大學, 清華大學, 江蘇安方電力科技有限公司