一种基于智能变压器的无功功率控制系统及其控制方法技术方案

技术编号:13941418 阅读:118 留言:0更新日期:2016-10-29 16:45
本发明专利技术公开了一种基于智能变压器的无功功率控制系统及其控制方法,它包括:智能变压器、分布式电源和负载。解决现有常规变压器投切速度慢及常规变压器二次侧输出电压无法实现平滑调节,以及常规电力变压器的分接头、分级调节能力明显不足引起的电压不稳定问题,同时采用智能变压器的无功功率控制装置,取代静态无功补偿装置,解决在分布式电源接入系统后现有无功功率调节手段明显不足问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无功功率控制系统及其控制方法,特别是智能变压器的无功功率控制系统及其控制方法。
技术介绍
随着石化电源逐渐枯竭,环境污染不断恶化,我国政府正大力支持分布式式可再生电源利用。可大量分布式电源接入系统后,整个电网的潮流分布将会发生变化,对系统造成了一定影响,其影响主要体现包括电能质量、电压波动及谐波等。在系统负荷不变或负荷低估时,随着系统接入分布式电源后可能会抬高母线电压,当分布式电源与系统负荷不协调运行时,也会加剧电压波动。传统的电力变压器其无功功率控制系统包括电能转换装置和控制器,采用静态无功补偿装置,但是投切速度比较慢,而且不适合负载变化频繁的场合,容易产生欠补或者过补偿,造成电网电压波动,比较容易损坏消费者的用电设备。且常规变压器的二次侧输出电压无法实现平滑调节,常规电力变压器的分接头、分级调节能力明显不足此外,由于长距离输送所带来的有功功率损耗很大,从而增加了电网系统的线路损耗,虽然安装了静态无功补偿装置,但触点投切装置寿命比动态无功补偿短的多,使用过程中产生的噪声比较大,在后期维护过程中工作量比较大,会影响到电容器的使用寿命,电容器比较容易损坏,无法保证电网系统稳定运行。在分布式电源接入系统后现有无功功率调节手段明显不足,从而引起电压不稳定,威胁电网安全。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于智能变压器的无功功率控制系统及控制方法,利用该无功功率控制系统解决现有常规变压器投切速度慢及常规变压器二次侧输出电压无法实现平滑调节,以及常规电力变压器的分接头、分级调节能力明显不足引起的电压不稳定问题,同时采用智能变压器的无功功率控制系统,取代静态无功补偿装置,解决在分布式电源接入系统后现有无功功率调节手段明显不足问题。本专利技术解决这一技术问题的手段是提供了一种基于智能变压器的无功功率控制系统,它包括第一电源、第二电源、第一AC/DC变换器、第二AC/DC变换器、第三电源、第四电源、AC/AC变换器、负载、智能变压器、公共电网、交流汇流系统、第一开关、第三开关、第二开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关。第一电源通过第一开关与第一AC/DC变换器的输入端连接,第一AC/DC变换器的输出端通过第二开关与交流汇流系统连接;第二电源通过第三开关与第二AC/DC变换器的输入端连接,第二AC/DC变换器的输出端通过第四开关与交流汇流系统连接;第三电源通过第五开关与交流汇流系统相连;第四电源与AC/AC变换器的输入端连接,AC/AC变换器的输出端通过第六开关与交流汇流系统连接;负载通过第七开关与交流汇流系统连接;公共电网通过第八开关与智能变压器连接,智能变压器与交流汇流系统连接。所述的第一电源包括燃料电池、光伏电池阵列、蓄电池。所述的第二电源包括小型燃气轮机、小型水力发电机。所述的第三电源包括交流充电桩、直流充电桩。所述的第四电源为小型风力发电机。所述的一种基于智能变压器的无功功率控制系统的控制方法,包括潮流计算、脉冲调制和相角控制、电压约束及无功功率目标函数控制。所述的潮流计算式为: P = Σ i = 1 n V i Σ j = i V j ( G i j cosδ i j + B i j sinδ i j ) ]]> Q = Σ i = 1 n V i Σ j = i V j ( G i j sinδ i j + B i j cosδ i j ) ]]>式中n为系统节点总数;Gij、Bij、δij-分别是节点i和节点j之间的支路电导、电纳和电相角差,j为电压节点变量,Vi和Vj分别是节点i和节点j处的电压;Pi和Qi分别是节点i处的注入有功功率和无功功率。所述的脉冲调制和相角控制表达式为:...

【技术保护点】
一种基于智能变压器的无功功率控制系统,它包括:智能变压器(9),其特征在于:第一电源(1)通过第一开关(12)与第一AC/DC变换器(3)的输入端连接,第一AC/DC变换器(3)的输出端通过第二开关(14)与交流汇流系统(11)连接;第二电源(2)通过第三开关(13)与第二AC/DC变换器(4)的输入端连接,第二AC/DC变换器(4)的输出端通过第四开关(15)与交流汇流系统(11)连接;第三电源(5)通过第五开关(16)与交流汇流系统(11)相连;第四电源(6)与AC/AC变换器(7)的输入端连接,AC/AC变换器(7)的输出端通过第六开关(17)与交流汇流系统(11)连接;负载(8)通过第七开关(18)与交流汇流系统(11)连接;公共电网(10)通过第八开关(19)与智能变压器(9)连接,智能变压器(9)与交流汇流系统(11)连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于智能变压器的无功功率控制系统,它包括:智能变压器(9),其特征在于:第一电源(1)通过第一开关(12)与第一AC/DC变换器(3)的输入端连接,第一AC/DC变换器(3)的输出端通过第二开关(14)与交流汇流系统(11)连接;第二电源(2)通过第三开关(13)与第二AC/DC变换器(4)的输入端连接,第二AC/DC变换器(4)的输出端通过第四开关(15)与交流汇流系统(11)连接;第三电源(5)通过第五开关(16)与交流汇流系统(11)相连;第四电源(6)与AC/AC变换器(7)的输入端连接,AC/AC变换器(7)的输出端通过第六开关(17)与交流汇流系统(11)连接;负载(8)通过第七开关(18)与交流汇流系统(11)连接;公共电网(10)通过第八开关(19)与智能变压器(9)连接,智能变压器(9)与交流汇流系统(11)连接。2.根据权利要求1所述的一种基于智能变压器的无功功率控制系统,其特征在于:所述的第一电源(1)包括燃料电池、光伏电池阵列或蓄电池。3.根据权利要求1所述的一种基于智能变压器的无功功率控制系统,其特征在于:所述的第二电源(2)包括小型燃气轮机或小型水力发电机。4.根据权利要求1所述的一种基于智能变压器的无功功率控制系统,其特征在于:所述的第三电源(5)包括交流充电桩或直流充电桩。5.根据权利要求1所述的一种基于智能变压器的无功功率控制系统,其特征在于:所述的第四电源(6)为小型风力发电机。6.根据权利要求1至5中任意项所述的一种基于智能变压器的无功功率控制系统的控制方法,其特征在于:其包括潮流计算、脉冲调制和相角控制、电压约束及无功功率目标函数控制。7.根据权利要求6中所述的一种基于智能变压器的无功功率控制系统的控制方法,其特征在于:潮流计算为: P i = Σ i = 1 n V i Σ j = i V j ...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘君曾鹏曾华荣马晓红陈仕军张迅刘宇陈沛龙田承越
申请(专利权)人:贵州电网有限责任公司电力科学研究院
类型:发明
国别省市:贵州;52

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