一种串并联型柔性互联开关潮流调节优化方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种串并联型柔性互联开关潮流调节优化方法和装置，将串并联型柔性互联开关潮流调节优化问题转化为在已知目标点平面上，找一个能够覆盖全部目标点的最小覆盖圆问题，将所有给定的与平衡馈线相连的半桥型子模块的输出电压交流分量视为目标点，求解出所有目标点的最小覆盖圆，从原点指向最小覆盖圆圆心的相量即为潮流调节模块调制度最优的与平衡馈线相连的半桥型子模块的输出电压交流分量，提高了PFCM中的调制度利用，从而扩大了S2‑

【技术实现步骤摘要】
一种串并联型柔性互联开关潮流调节优化方法和装置


[0001]本专利技术涉及柔性互联配电系统
，尤其涉及一种串并联型柔性互联开关潮流调节优化方法和装置。

技术介绍

[0002]环境危机和不可再生化石能源短缺问题推进了能源消费结构的变革步伐，以风能、太阳能为代表的新型清洁可再生能源凭借其发电过程清洁无污染、零碳排放、环境友好等特点，得到大力发展，正在逐步取代化石能源。但由于新能源发电天然具有间歇性、波动性以及冲击负荷的不可预测性，大规模、高比例新能源与新型冲击负荷接入配电网后会对配电网运行造成不可忽视的影响，包括系统调节能力变差、功率波动过大、节点电压越限、馈线堵塞以及供电可靠性降低等一系列问题。为解决上述问题，有效方法之一是在配电系统中采用基于电力电子技术的柔性互联开关(soft normally
‑
openpoint,SNOP)。SNOP利用全控型器件，代替配电网中的传统联络开关实现交流配电网间的“软连接”，其连续调节潮流的能力可有效应对馈线间的潮流转供、负载均衡、电压安全治理等问题，且其调节速度快、动态性能好。
[0003]现有的串并联型柔性互联开关(serial
‑
shunt type soft normally open point,S2‑
SNOP)的结构如图5所示，该拓扑通过与馈线串联的潮流调节模块(power flow control module,PFCM)实现串联电压型潮流调节功能，并联部分为级联H桥型级联多电平逆变器(Cascaded Multilevel Inverter,CMI)，可为系统提供无功补偿。N端口S2‑
SNOP的PFCM模块中共有N+1个半桥子模块，其中N个半桥型子模块分别与N条交流馈线相连，参与装置潮流调节，1个半桥型子模块与CMI相连，参与PFCM的能量平衡调节，保证公共直流母线电压稳定。在S2‑
SNOP中，各交流馈线与CMI的能量在PFCM模块中形成功率交互，在不同的潮流控制工况下各半桥型子模块的调制度也将存在不一致，这种不一致会造成装置的“短板效应”。在某个工况下，某一个半桥型子模块调制度不够会造成S2‑
SNOP的装置运行受限。因此，寻求串并联型柔性互联开关潮流调节优化方法，实现S2‑
SNOP中PFCM的所有半桥型子模块的最优利用与潮流调节范围最大化运行，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种串并联型柔性互联开关潮流调节优化方法和装置，用于实现S2‑
SNOP中PFCM的所有半桥型子模块的最优利用与潮流调节范围最大化运行。
[0005]有鉴于此，本专利技术第一方面提供了一种串并联型柔性互联开关潮流调节优化方法，包括：
[0006]S1、根据S2‑
SNOP拓扑，选取任一交流馈线作为平衡馈线，与平衡馈线相连的半桥型子模块和与H桥型级联多电平逆变器相连的半桥型子模块共同参与潮流调节模块的能量平衡调节；
[0007]S2、建立潮流调节模块中等效电压的相量关系坐标图，将所有给定的与平衡馈线
相连的半桥型子模块的输出电压交流分量视为目标点；
[0008]S3、求解出所有目标点的最小覆盖圆；
[0009]S4、获取原点指向最小覆盖圆的圆心的相量，得到潮流调节模块调制度最优的与平衡馈线相连的半桥型子模块的输出电压交流分量。
[0010]可选地，步骤S3包括：
[0011]S31、将所有目标点随机排列；
[0012]S32、按顺序逐个加入目标点，求解出前m个点的最小覆盖圆，其中，m>2；
[0013]S33、当加入第m+1个目标点时，若第m+1个目标点不在前m个点的最小覆盖圆外，则继续加入下一个目标点，若第m+1个目标点在前m个点的最小覆盖圆外，则将当前最小覆盖圆的圆心设为第m+1个目标点，半径为0，将前m个目标点逐个加入当前最小覆盖圆，执行步骤S34；
[0014]S34、当加入第n个目标点时，n为m中的目标点，若第n个目标点不在当前最小覆盖圆外，则继续加入第n+1个目标点，若第n个目标点在当前最小覆盖圆外，则将当前最小覆盖圆的圆心设为第m+1个目标点和第n个目标点的中点，半径为中点到第m+1个目标点和第n个目标点的距离，重新将前n
‑
1个目标点逐个加入当前最小覆盖圆，执行步骤S35；
[0015]S35、当加入第k个目标点时，k为n
‑
1中的目标点，若第k个目标点不在当前最小覆盖圆外，则继续加入第k+1个目标点，若第k个目标点在当前最小覆盖圆外，则根据目标点m+1、目标点n和目标点k确定当前最小覆盖圆。
[0016]本专利技术第二方面提供了一种串并联型柔性互联开关潮流调节优化装置，包括：
[0017]预处理模块，用于根据S2‑
SNOP拓扑，选取任一交流馈线作为平衡馈线，与平衡馈线相连的半桥型子模块和与H桥型级联多电平逆变器相连的半桥型子模块共同参与潮流调节模块的能量平衡调节；
[0018]转换模块，用于建立潮流调节模块中等效电压的相量关系坐标图，将所有给定的与平衡馈线相连的半桥型子模块的输出电压交流分量视为目标点；
[0019]求解模块，用于求解出所有目标点的最小覆盖圆；
[0020]优化结果输出模块，用于获取原点指向最小覆盖圆的圆心的相量，得到潮流调节模块调制度最优的与平衡馈线相连的半桥型子模块的输出电压交流分量。
[0021]可选地，求解模块具体用于执行以下步骤：
[0022]S31、将所有目标点随机排列；
[0023]S32、按顺序逐个加入目标点，求解出前m个点的最小覆盖圆，其中，m>2；
[0024]S33、当加入第m+1个目标点时，若第m+1个目标点不在前m个点的最小覆盖圆外，则继续加入下一个目标点，若第m+1个目标点在前m个点的最小覆盖圆外，则将当前最小覆盖圆的圆心设为第m+1个目标点，半径为0，将前m个目标点逐个加入当前最小覆盖圆，执行步骤S34；
[0025]S34、当加入第n个目标点时，n为m中的目标点，若第n个目标点不在当前最小覆盖圆外，则继续加入第n+1个目标点，若第n个目标点在当前最小覆盖圆外，则将当前最小覆盖圆的圆心设为第m+1个目标点和第n个目标点的中点，半径为中点到第m+1个目标点和第n个目标点的距离，重新将前n
‑
1个目标点逐个加入当前最小覆盖圆，执行步骤S35；
[0026]S35、当加入第k个目标点时，k为n
‑
1中的目标点，若第k个目标点不在当前最小覆
盖圆外，则继续加入第k+1个目标点，若第k个目标点在当前最小覆盖圆外，则根据目标点m+1、目标点n和目标点k确定当前最小覆盖圆。
[0027]从以上技术方案可以看出，本专利技术提供的串并联型柔性互联开关潮流调节优化方法和装置具有以下优点：
[0028]本专利技术提供的串并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种串并联型柔性互联开关潮流调节优化方法，其特征在于，包括：S1、根据S2‑
SNOP拓扑，选取任一交流馈线作为平衡馈线，与平衡馈线相连的半桥型子模块和与H桥型级联多电平逆变器相连的半桥型子模块共同参与潮流调节模块的能量平衡调节；S2、建立潮流调节模块中等效电压的相量关系坐标图，将所有给定的与平衡馈线相连的半桥型子模块的输出电压交流分量视为目标点；S3、求解出所有目标点的最小覆盖圆；S4、获取原点指向最小覆盖圆的圆心的相量，得到潮流调节模块调制度最优的与平衡馈线相连的半桥型子模块的输出电压交流分量。2.根据权利要求1所述的串并联型柔性互联开关潮流调节优化方法，其特征在于，步骤S3包括：S31、将所有目标点随机排列；S32、按顺序逐个加入目标点，求解出前m个点的最小覆盖圆，其中，m>2；S33、当加入第m+1个目标点时，若第m+1个目标点不在前m个点的最小覆盖圆外，则继续加入下一个目标点，若第m+1个目标点在前m个点的最小覆盖圆外，则将当前最小覆盖圆的圆心设为第m+1个目标点，半径为0，将前m个目标点逐个加入当前最小覆盖圆，执行步骤S34；S34、当加入第n个目标点时，n为m中的目标点，若第n个目标点不在当前最小覆盖圆外，则继续加入第n+1个目标点，若第n个目标点在当前最小覆盖圆外，则将当前最小覆盖圆的圆心设为第m+1个目标点和第n个目标点的中点，半径为中点到第m+1个目标点和第n个目标点的距离，重新将前n
‑
1个目标点逐个加入当前最小覆盖圆，执行步骤S35；S35、当加入第k个目标点时，k为n
‑
1中的目标点，若第k个目标点不在当前最小覆盖圆外，则继续加入第k+1个目标点，若第k个目标点在当前最小覆盖圆外，则根据目标点m+1、目标点n和目标点k确定当前最小覆盖圆。3.一种串并联型柔性互联开关潮流调节优化装...

【专利技术属性】
技术研发人员：范心明，蒋维，熊仕斌，董镝，宋安琪，李新，张殷，罗容波，李国伟，王俊波，唐琪，曾庆辉，陈贤熙，刘少辉，吴焯军，黄静，陈邦发，李响，欧阳卫年，张建文，施刚，周剑桥，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：