一种限流式可控移相器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种限流式可控移相器及其控制方法，其安装于配电网合环点处以实现配网交流合环，包括串联连接的可控移相器、限流电抗器及快速联络开关K2，所述限流电抗器两端并联连接快速旁路开关K1；通过控制各个部件以适应配网不同运行状态。本发明专利技术可实现配网交流合环，解决了配网开环运行可靠性差和闭环运行存在电磁环网的矛盾，且设备造价低、节约占地，同时其接入实现了潮流控制，可极大地促进新能源就地消纳。就地消纳。就地消纳。

【技术实现步骤摘要】
一种限流式可控移相器及其控制方法


[0001]本专利技术属于柔性交流设备及其控制保护领域，具体涉及一种限流式可控移相器及其控制方法。

技术介绍

[0002]现有配网网架结构单一，普遍采用开环运行的方式，但供电可靠性较差。采用闭环供电的方式能够在一定程度上改善配电系统的运行经济性与可靠性，但随之可能带来的循环功率、电磁环网，以及扩大故障范围、增大短路电流等负面问题使闭环方式的应用场景受到极大限制。
[0003]通过柔性直流系统等电力电子装备可以实现区域互联，但存在可靠性较低、投资较高、运维复杂等问题，应用场景局限性较强。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的目的在于提供一种可实现配网交流合环，并解决配网开环运行可靠性差和闭环运行存在电磁环网的矛盾的限流式可控移相器及其控制方法。
[0005]技术方案：本专利技术的限流式可控移相器安装于配电网合环点处以实现配网交流合环，包括串联连接的可控移相器、限流电抗器及快速联络开关K2，所述限流电抗器两端并联连接快速旁路开关K1；通过控制各个部件以适应配网不同运行状态。
[0006]所述快速旁路开关K1、快速联络开关K2采用电流瞬时值作为分合闸动作的判断依据，以提高数据处理速度，通常可在数十毫秒内完成分合闸动作。
[0007]本专利技术还包括一种限流式可控移相器的控制方法，所述控制方法包括不停电倒闸操作控制、稳态优化运行控制、潮流转移越限控制、环线短路故障隔离控制。
[0008]正常运行时进行稳态优化运行控制，所述快速旁路开关K1、快速联络开关K2均合闸，通过可控移相器控制联络线实现潮流调节。
[0009]所述可控移相器的控制器根据采集线路出线电流，控制器结合控制目标计算可控移相器调节量，并下发给可控移相器的调节机构执行潮流调节。
[0010]当配网线路进行不停电倒闸操作时进行不停电倒闸操作控制，所述快速旁路开关K1、快速联络开关K2均合闸，通过可控移相器控制倒闸时所需要合闸的开关两侧电压相等，避免合闸时冲击电流或稳态电流过大引起配网保护动作。
[0011]所述可控移相器的控制器根据即将合环的开关的两侧电压，结合控制目标计算可控移相器调节量，并下发给可控移相器的调节机构执行电压调节。
[0012]所述可控移相器采用机械式可控移相器或者晶闸管可控移相器，其中，机械式可控移相器的调节机构为有载调压开关，晶闸管可控移相器的调节机构为电力电子器件。
[0013]当潮流转移致使本级环线电流超限时进行潮流转移越限控制，所述可控移相器的控制器控制快速旁路开关K1进行分闸，限流电抗器串入环网，快速联络开关K2保持合闸，使得可控移相器的控制器两侧电网功率互济。
[0014]当配网发生环线短路故障时进行环线短路故障隔离控制，所述可控移相器的控制器控制快速联络开关K2快速分闸，快速旁路开关K1保持合闸。
[0015]有益效果：本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：(1)将移相器、快速开关和限流电抗联合设计和组合控制，满足合环操作、稳态优化运行、潮流转移、短路限流四个运行工况，解决了交流合环运行的主要矛盾；利用其交流合环运行提升了配电网运行可靠性和灵活性，并能够实现潮流优化调节。(2)利用可控移相器，制造难度和机械结构与变压器相似，对比通过柔性直流系统等电力电子装备实现区域互联，具有合环可靠性高、投资低、运维简单的优势。(3)通过潮流优化控制，可促进新能源就地消纳，可辅助支撑双碳目标实现。
附图说明
[0016]图1为本专利技术所述限流式可控移相器的拓扑图；
[0017]图2为本专利技术所述限流式可控移相器用于合环操作时的流程图。
具体实施方式
[0018]下面结合具体实施方式和说明书附图对本专利技术的技术方案进行详细描述。
[0019]如图1所示，本专利技术的限流式可控移相器包括可控移相器、限流电抗器、快速旁路开关K1及快速联络开关K2，其中，可控移相器、限流电抗器和快速联络开关K2串联连接，限流电抗器两端并联连接快速旁路开关K1。本专利技术的限流式可控移相器安装于配电网合环点，实现配网交流系统互联，提升两侧配电网供电能力。可控移相器可以采用机械式可控移相器、晶闸管可控移相器、横向调节式控移相器、纵向调节式控移相器或者综合调节式可控移相器，其中，机械式可控移相器的调压机构为有载调压开关，晶闸管可控移相器的调压机构为电力电子器件。本实施例中，可控移相器采用的是机械式可控移相器。快速旁路开关K1、快速联络开关K2采用电流瞬时值作为分合闸动作的判断依据，以提高数据处理速度，通常可在数十毫秒内完成分合闸动作。
[0020]本专利技术还包括限流式可控移相器的控制方法，将可控移相器、快速开关和限流电抗器联合设计和组合控制，可根据运行工况自适应潮流调节和快速限流或开断控制，满足合环操作、稳态优化运行、潮流转移、短路限流四个运行工况要求，解决了交流合环运行的主要矛盾，各工况下限流式可控移相器动作情况和控制目标如表1所示。
[0021]表1各工况下限流式可控移相器动作行为
[0022][0023]稳态优化运行控制：正常运行时，快速旁路开关K1、快速联络开关K2均合闸，通过可控移相器控制联络线潮流控制。可控移相器的控制器通过电流互感器采集线路出线电
流，根据控制目标计算可控移相器调节量，并下发给可控移相器的有载调压开关执行潮流调节。控制目标可包括潮流均衡、防止限流过流等。
[0024]不停电倒闸操作(合环操作)控制：当其所连接的配网线路进行倒闸操作时，可利用其实现不停电倒闸操作。倒闸操作时，快速旁路开关K1合闸、快速联络开关K2合闸，通过可控移相器控制倒闸时所需要合闸的开关两侧电压相等，避免合闸时冲击电流或稳态电流过大引起配网保护动作。控制器通过电压互感器采集倒闸操作时即将合环的开关的两侧电压，根据控制目标计算可控移相器调节量，并下发限给可控移相器的有载调压开关执行电压调节。
[0025]如图2所示，采用本方案的限流式可控移相器辅助开展配网合环操作时包括以下步骤：
[0026](1)计算无移相器时的合环电流是否满足允许条件，若满足则直接开展合环热倒操作；若不满足条件，采用可控移相器辅助开展配网合环热倒；
[0027](2)由可控移相器计算并执行接入点的电压相角调节；
[0028](3)检验可控移相器调节后的合环电流是否满足允许条件，若满足则开展移相器辅助合环热倒操作；若不满足条件，则由可控移相器重新计算和调节。
[0029]潮流转移越限控制：通过电流互感器采集线路出线电流，当可控移相器的控制器检测到线路出线电流超过设定值1，判定为环流潮流转移，控制器控制快速旁路开关K1快速分闸，限流电抗器快速串入环网，快速联络开关K2保持合闸，使得可控移相器的控制器两侧电网功率互济，并避免了电流激增引起的保护动作。
[0030]环线短路故障隔离控制：当可控移相器的控制器检测到线路出线电流超过设定值2，判定为环线短路，控制器控制快速联络开关K2快速分闸，快速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种限流式可控移相器，其特征在于：安装于配电网合环点处以实现配网交流合环，包括串联连接的可控移相器、限流电抗器及快速联络开关K2，所述限流电抗器两端并联连接快速旁路开关K1；通过控制各个部件以适应配网不同运行状态。2.根据权利要求1所述限流式可控移相器，其特征在于：所述快速旁路开关K1、快速联络开关K2采用电流瞬时值作为分合闸动作的判断依据。3.一种采用权利要求1或2所述限流式可控移相器的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括不停电倒闸操作控制、稳态优化运行控制、潮流转移越限控制、环线短路故障隔离控制。4.根据权利要求3所述限流式可控移相器的控制方法，其特征在于：正常运行时进行稳态优化运行控制，所述快速旁路开关K1、快速联络开关K2均合闸，通过可控移相器控制联络线实现潮流调节。5.根据权利要求4所述限流式可控移相器的控制方法，其特征在于：所述可控移相器的控制器根据采集线路出线电流，控制器结合控制目标计算可控移相器调节量，并下发给可控移相器的调节机构执行潮流调节。6.根据权利要求3所述限流式可控移相器的控制方法，其特征在于：当配网线路进行不停...

【专利技术属性】
技术研发人员：林金娇，高磊，李鹏，孔祥平，郑明忠，王晨清，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：