一种配电系统供电能力提升装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种配电系统供电能力提升装置及方法，涉及储能技术领域，既能提高配电系统的供电能力，又能使配电系统实现不停电作业。所述装置包括储能电源、变流器、STS静态切换模块、第一功率采集模块、第一开关、第二开关、EMS能量管理模块、采样接口、市电接口以及负载接口；在动态增容模式时，第一开关和STS静态切换模块断开，第二开关导通，通过EMS能量管理模块控制储能电源工作，以为配电子系统动态增容；在不停电模式时，先控制第一开关、STS静态切换模块以及第二开关均导通，以形成旁路为配电子系统供电；之后控制第一开关断开、STS静态切换模块以及第二开关均导通，以通过储能电源为配电子系统供电。源为配电子系统供电。源为配电子系统供电。

【技术实现步骤摘要】
一种配电系统供电能力提升装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及储能
，尤其涉及一种配电系统供电能力提升装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]配电系统为从降压配电变电站出口到用户端的一段系统。配电系统是由多种配电设备和配电设施所组成的变换变压和直接向终端用户分配电能的一个电力网络设备。
[0003]随着经济发展和人民生活水平的提高，用户对配电系统的供电能力和供电可靠性的要求也越来越高。要提高配电系统的供电能力，就必须对配电系统进行增容。要提高配电系统的供电可靠性，就必须减少停电，因此，不停电作业是提高供电可靠性、最直接、最有效的措施，配电作业方式已经从停电作业转变为以停电作业为主、带电作业为辅的作业方式，正进一步向不停电作业的作业方式转变。通常通过变压器的增容来提高配电系统的供电能力，通过储能电源实现配电系统的不停电作业。
[0004]目前，并不存在一种既能提高配电系统的供电能力，又能使配电系统实现不停电作业的装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种配电系统供电能力提升装置及其控制方法，解决了现有技术不能既提高配电系统的供电能力，又使配电系统实现不停电作业的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种配电系统供电能力提升装置，包括储能电源、变流器、STS静态切换模块、第一功率采集模块、第一开关、第二开关、EMS能量管理模块、采样接口、市电接口以及负载接口；
[0008]所述储能电源与所述变流器电连接，所述储能电源与所述第一功率采集模块电连接，所述负载接口与所述第一功率采集模块通过所述第二开关电连接；
[0009]所述STS静态切换模块的一端通过所述第一开关与所述市电接口电连接，所述STS静态切换模块的另一端连接在所述变流器与所述第一功率采集模块之间的连线上；
[0010]所述EMS能量管理模块用于控制所述采样接口、所述STS静态切换模块、所述变流器、所述储能电源、所述第一开关以及所述第二开关电连接工作；
[0011]所述采样接口、所述市电接口以及所述负载接口还用于与配电子系统连接；
[0012]所述配电系统供电能力提升装置还包括动态增容模式和不停电模式；
[0013]在所述动态增容模式时，所述第一开关和所述STS静态切换模块断开，所述第二开关导通，通过所述EMS能量管理模块控制所述储能电源工作，以为所述配电子系统动态增容；在所述不停电模式时，先控制所述第一开关、所述STS静态切换模块以及所述第二开关均导通，以形成旁路为所述配电子系统供电；在所述配电子系统的负荷无缝转移至所述旁路供电后，控制所述第一开关断开、所述STS静态切换模块以及所述第二开关均导通，以通
过所述储能电源为所述配电子系统供电。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述EMS能量管理模块还用于接收外部终端发送的唤醒指令，并根据所述唤醒指令进入待机状态；
[0015]在所述待机状态时，所述EMS能量管理模块还用于接收控制指令，并根据所述控制指令控制所述第一开关、所述STS静态切换模块以及所述第二开关的导通或断开，以进入所述动态增容模式或所述不停电模式工作。
[0016]第二方面，本专利技术提供一种配电系统，包括所述配电子系统和上述任一项所述的配电系统供电能力提升装置；
[0017]所述配电子系统包括依次串联的变压器模块、第二功率采集模块、总开关、配电网络模块；
[0018]所述配电系统供电能力提升装置的采样接口与所述第二功率采集模块连接，所述配电系统供电能力提升装置的市电接口与所述总开关的入口端连接，所述配电系统供电能力提升装置的负载接口与所述配电网络模块的入口端连接。
[0019]第三方面，本专利技术提供一种配电系统供电能力提升装置的控制方法，应用于上述的配电系统供电能力提升装置，当所述配电系统供电能力提升装置处于动态增容模式时，所述方法包括：
[0020]获取所述配电系统的配电子系统的容量与配电系统供电能力提升装置的容量，并分别记为S1和S2；
[0021]获取所述配电系统的变压器模块输出端的有功功率以及无功功率，并分别记为P1和Q1；获取所述配电系统供电能力提升装置输出端的有功功率，并记
[0022]为Pd；
[0023]根据所述S1、所述S2、所述P1、以及所述Pd确定所述配电子系统的负载率、功率差值以及功率最大值，并分别记为η、ΔP和Qmax；所述η的取值范围在0和1之间；
[0024]根据所述η与第一预设值和第二预设值的大小，切换所述配电系统供电能力提升装置中的储能电源工作在充电状态或放电状态，将所述ΔP设置为所述充电状态和所述放电状态的电量调整值，并对所述电量调整值进行修正；所述第一预设值和所述第二预设值的取值范围在0和1之间；
[0025]根据所述Q1与所述Qmax的大小，控制所述配电系统供电能力提升装置输出端的无功功率，并记为Qd。
[0026]在一种可能的实现方式中，根据所述S1、所述S2、所述P1、所述Q1、以及所述Pd确定所述配电子系统的负载率、功率差值以及功率最大值，并分别记为η、ΔP和Qmax，具体为：
[0027]根据所述P1和所述S1确定所述η；获取第一预设系数，根据所述P1、所述第一预设系数以及所述S1确定所述ΔP；根据所述Pd和所述S2确定所述Qmax；
[0028]所述η为所述P1和所述S1的比值；所述ΔP为所述P1与所述S1和所述第一预设系数的乘积的差值；所述Qmax为所述S2的平方和所述Pd的平方的差值的平方根。
[0029]在一种可能的实现方式中，所述第二预设值大于所述第一预设值；
[0030]所述根据所述η与第一预设值和第二预设值的大小，切换所述配电系统供电能力提升装置中的储能电源工作在充电状态或放电状态，将所述ΔP设置为所述充电状态和所述放电状态的电量调整值，并对所述电量调整值进行修正，具体包括：
[0031]在所述η小于所述第一预设值时，切换所述储能电源工作在充电状态，并将所述电量调整值设置为ΔP；
[0032]在所述η大于或等于所述第一预设值，同时小于所述第二预设值时，切换所述储能电源工作在放电状态，并将所述电量调整值设置为ΔP；
[0033]在所述η大于或等于所述第二预设值时，所述配电系统供电能力提升装置的EMS能量管理模块对所述ΔP进行修正；令所述ΔP为所述P1与调整系数和所述S1的乘积的差值；
[0034]所述调整系数为所述η和1的差值与所述第二预设值的总和。
[0035]在一种可能的实现方式中，所述根据所述Q1与所述Qmax的大小，控制所述配电系统供电能力提升装置输出端的无功功率，并记为Qd，具体为：
[0036]在所述Q1小于所述Qmax时，将所述Q1作为Qd；
[0037]在所述Q1大于或等于所述Qmax时，将所述Qmax作为Qd。
[0038]在一种可能的实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电系统供电能力提升装置，其特征在于，包括储能电源、变流器、STS静态切换模块、第一功率采集模块、第一开关、第二开关、EMS能量管理模块、采样接口、市电接口以及负载接口；所述储能电源与所述变流器电连接，所述储能电源与所述第一功率采集模块电连接，所述负载接口与所述第一功率采集模块通过所述第二开关电连接；所述STS静态切换模块的一端通过所述第一开关与所述市电接口电连接，所述STS静态切换模块的另一端连接在所述变流器与所述第一功率采集模块之间的连线上；所述EMS能量管理模块用于控制所述采样接口、所述STS静态切换模块、所述变流器、所述储能电源、所述第一开关以及所述第二开关电连接工作；所述采样接口、所述市电接口以及所述负载接口还用于与配电子系统连接；所述配电系统供电能力提升装置还包括动态增容模式和不停电模式；在所述动态增容模式时，所述第一开关和所述STS静态切换模块断开，所述第二开关导通，通过所述EMS能量管理模块控制所述储能电源工作，以为所述配电子系统动态增容；在所述不停电模式时，先控制所述第一开关、所述STS静态切换模块以及所述第二开关均导通，以形成旁路为所述配电子系统供电；在所述配电子系统的负荷无缝转移至所述旁路供电后，控制所述第一开关断开、所述STS静态切换模块以及所述第二开关均导通，以通过所述储能电源为所述配电子系统供电。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述EMS能量管理模块还用于接收外部终端发送的唤醒指令，并根据所述唤醒指令进入待机状态；在所述待机状态时，所述EMS能量管理模块还用于接收控制指令，并根据所述控制指令控制所述第一开关、所述STS静态切换模块以及所述第二开关的导通或断开，以进入所述动态增容模式或所述不停电模式工作。3.一种配电系统，其特征在于，包括所述配电子系统和权利要求1或2所述的配电系统供电能力提升装置；所述配电子系统包括依次串联的变压器模块、第二功率采集模块、总开关、配电网络模块；所述配电系统供电能力提升装置的采样接口与所述第二功率采集模块连接，所述配电系统供电能力提升装置的市电接口与所述总开关的入口端连接，所述配电系统供电能力提升装置的负载接口与所述配电网络模块的入口端连接。4.一种配电系统供电能力提升装置的控制方法，其特征在于，应用于权利要求3中的配电系统供电能力提升装置，当所述配电系统供电能力提升装置处于动态增容模式时，所述方法包括：获取所述配电系统的配电子系统的容量与配电系统供电能力提升装置的容量，并分别记为S1和S2；获取所述配电系统的变压器模块输出端的有功功率以及无功功率，并分别记为P1和Q1；获取所述配电系统供电能力提升装置输出端的有功功率，并记为Pd；根据所述S1、所述S2、所述P1、以及所述Pd确定所述配电子系统的负载率、功率差值以及功率最大值，并分别记为η、ΔP和Qmax；所述η的取值范围在0和1之间；根据所述η与第一预设值和第二预设值的大小，切换所述配电系统供电能力提升装置
中的储能电源工作在充电状态或放电状态，将所述ΔP设置为所述充电状态和所述放电状态的电量调整值，并对所述电量调整值进行修正；所述第一预设值和所述第二预设值的取值范围在0和1之间；根据所述Q1与所述Qmax的大小，控制所述配电系统供电能力提升装置输出端的无功功率，并记为Qd。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张聂鹏，李跃龙，张帆，王德顺，郭子阳，薛金花，李红俊，庄俊，潘星，周晨，郑潇，朱帅，王毅舟，韩静，朱逸超，孙雨潇，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司双创中心国网江苏省电力有限公司国家电网有限公司国网上海能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：