本发明专利技术涉及一种三端口柔性合环可控移相器，其特征在于，包括多绕组变压器和混合式有载分接开关；其中，所述多绕组变压器的主绕组为Y型连接，在所述主绕组引出分接头，形成自耦合变压器形式，并联于馈线0端口；所述多绕组变压器的二次绕组通过所述混合式有载分接开关形成自耦变压器形式，所述二次绕组串联连接馈线1和馈线2端口；主绕组B相低压绕组部分与C相二次绕组串联，并串联入馈线A相；主绕组C相低压绕组部分与A相二次绕组串联，并串联入馈线B相；主绕组A相低压绕组部分与B相二次绕组串联，并串联入馈线C相。与现有技术相比，本发明专利技术具有实现多馈线柔性互联，解决多馈线间潮流均衡、新能源消纳等问题的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及配电网柔性开关，尤其是涉及一种三端口柔性合环可控移相器及稳态潮流控制方法。
技术介绍
1、由于一次能源与主要用电负荷存在地理上分布不均匀的问题，已建成中高压输电线存在利用率不足或负荷过大等不均衡问题，同时由于分布式能源比例增加，现有配电网新能源消纳能力不足，配电网迫切需要有效可靠潮流调节及多端口互联设备。
2、在功能需求之外，柔性互联设备存在经济性需求、控制策略优化需求及故障保护需求。以静止同步串联补偿器(sssc)、静态无功补偿器(statcom0)、统一潮流控制器(upfc)及背靠背变流器等为代表的柔性互联设备能够为电网提供电压控制、无功或有功控制、线路阻抗补偿、潮流调节功能，并能增强系统的工角和电压稳定性。但大容量电力电子设备的接入存在成本高，损耗大，可靠性低，影响继电保护设备动作及谐波等问题。
3、“sen”变压器作为一种电磁式统一潮流控制器，具有可靠性高、成本低的优点，相较于全电力电子器件设备，更具有工程应用和推广潜力。在实际应用场景中，需建立其起多端口拓展方案及稳态潮流控制策略。多绕组变压器调节步长及精度有限，因此，需设计合适的结构及控制策略，实现多端口拓展及其稳态潮流控制，对此，本专利技术提供一种三端口柔性合环可控移相器及稳态潮流控制方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种三端口柔性合环可控移相器及稳态潮流控制方法。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一方面，本专利技术提供了一种三端口柔性合环可控移相器，包括多绕组变压器和混合式有载分接开关；其中，所述多绕组变压器的主绕组为y型连接，在所述主绕组引出分接头，形成自耦合变压器形式，并联于馈线0端口；所述多绕组变压器的二次绕组通过所述混合式有载分接开关形成自耦变压器形式，所述二次绕组串联连接馈线1和馈线2端口；
4、所述多绕组变压器为三相对称；
5、主绕组b相低压绕组部分与c相二次绕组串联，并串联入馈线a相；
6、主绕组c相低压绕组部分与a相二次绕组串联，并串联入馈线b相；
7、主绕组a相低压绕组部分与b相二次绕组串联，并串联入馈线c相；
8、通过调节上述二次绕组抽头的位置实现馈线0、1和2之间的柔性互联。
9、第二方面，本专利技术提供了一种基于三端口柔性合环可控移相器的稳态潮流控制方法，所述方法基于上述所述的一种三端口柔性合环可控移相器实现，包括以下步骤：
10、步骤s1、接收线路功率指令；
11、步骤s2、构建稳态潮流数学模型，由所述稳态潮流数学模型计算待调节功率指令；
12、步骤s3、基于待调节功率指令，由所述稳态潮流数学模型计算串联补偿电压；
13、步骤s4、根据所述串联补偿电压计算得到多绕组变压器分接头位置，对所述串联补偿电压进行调节，实现稳态潮流控制。
14、进一步地，所述稳态潮流数学模型由以下步骤构建：
15、步骤s201、将两馈线串联补偿电压作为等效电压源，将三条馈线等效为阻感性负载，利用基尔霍夫电压、电流定律及线路潮流定理，得到为串联可控电压源、网侧电压、耦合点电压、馈线电流及馈线线路阻抗之间的数学关系；
16、步骤s202、将两馈线期望潮流与无补偿电压时的两馈线潮流之差作为待调节目标，得到所述待调节目标与串联补偿电压、网侧电压幅值及相角，线路阻抗及线路阻抗角之间的数学关系；
17、步骤s203、构建串联补偿电压及待调节目标之间的矩阵方程；
18、步骤s204、构建串联补偿电压与分接头位置矩阵方程，通过调节分接头位置实现串联补偿电压的调节，每调节一级分级头对应一个步长的电压调节，其数学关系如下：
19、a1ustepb+b1ustepc＝vse1sin(θse1)+jvse1cos(θse1)
20、a2ustepb+b2ustepc＝vse2sin(θse2)+jvse2cos(θse2)
21、其中，a1、a2、b1、b2为分接头位置，ustepb、ustepc为b、c相分接头步长电压，j为复数单位，vse1、vse2为馈线1，2串联补偿电压,θse1、θse2为串联补偿电压相角。
22、进一步地，步骤s201中所述串联可控电压源、网侧电压、耦合点电压、馈线电流及馈线线路阻抗之间的数学关系如下公式所示：
23、
24、
25、其中，upcc为公共连接点电压，vse1、vse2为馈线1，2串联补偿电压，z0，z1，z2为馈线0及馈线1，2线路阻抗，i1，i2为馈线1,2线路电流，j复数单位，us、ur1、ur2为馈线0及馈线1，2电网电压，p1，q1，p2，q2为馈线1，2有功功率及无功功率。
26、进一步地，所述待调节功率指令通过调整待调节目标实现。
27、进一步地，所述步骤s3包括：利用所述稳态潮流数学模型，根据馈线期望潮流与无补偿电压时馈线潮流之差得到待调节目标，将待调节目标代入待调节目标与串联补偿电压矩阵方程，得到串联补偿电压。
28、进一步地，将所述串联补偿电压代入串联补偿电压与分接头位置矩阵方程，得到分接头位置。
29、进一步地，根据串联补偿电压和多绕组变压器分接头位置的关系，根据串联补偿电压的输出指令，通过调节所述多绕组变压器分接头位置来调节串联补偿电压。
30、进一步地，调节所述多绕组变压器分接头位置包括将视在功率差值最小的分接头位置作为最终调节位置。
31、进一步地，馈线1、2的串联补偿电压的最大调节范围为：
32、
33、其中，△pmax,△qmax为串联补偿电压接入后馈线0、1有功功率及无功功率变化量，d1,d2为馈线0，1的馈线潮流，vse1、vse2为馈线1，2串联补偿电压，ur1、ur2为馈线1，2电网电压。
34、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
35、(1)本专利技术通过一种三端口柔性合环可控移相器，针对配电柔性互联需求及全电力电子器件柔性互联设备所存在的经济性，可靠性及系统稳定运行的问题，
36、(2)本专利技术通过建立三端口柔性合环可控移相器的稳态潮流数学模型，基于该模型，使三端口柔性合环可控移相器具有高可靠性、低成本及高推广潜力，可实现多馈线柔性互联，解决多馈线间潮流均衡、新能源消纳问题。
37、(3)本专利技术提供的一种基于三端口柔性合环可控移相器的稳态潮流控制方法，通过得到待调节目标，得到串联补偿电压，得到分接头位置，可实现馈线间柔性互联及馈线间灵活、较为准确稳态潮流调控。
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【技术保护点】
1.一种三端口柔性合环可控移相器，其特征在于，包括多绕组变压器和混合式有载分接开关；其中，所述多绕组变压器的主绕组为Y型连接，在所述主绕组引出分接头，形成自耦合变压器形式，并联于馈线0端口；所述多绕组变压器的二次绕组通过所述混合式有载分接开关形成自耦变压器形式，所述二次绕组串联连接馈线1和馈线2端口；
2.一种基于三端口柔性合环可控移相器的稳态潮流控制方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1所述的一种三端口柔性合环可控移相器实现，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于三端口柔性合环可控移相器的稳态潮流控制方法，其特征在于，所述稳态潮流数学模型由以下步骤构建：
4.根据权利要求3所述的一种基于三端口柔性合环可控移相器的稳态潮流控制方法，其特征在于，步骤S201中所述串联可控电压源、网侧电压、耦合点电压、馈线电流及馈线线路阻抗之间的数学关系如下公式所示：
5.根据权利要求3所述的一种基于三端口柔性合环可控移相器的稳态潮流控制方法，其特征在于，所述待调节功率指令通过调整待调节目标实现。
6.根据权利要求3所述的一种基于三端口柔性合环可控移相器的稳态潮流控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括：利用所述稳态潮流数学模型，根据馈线期望潮流与无补偿电压时馈线潮流之差得到待调节目标，将待调节目标代入待调节目标与串联补偿电压矩阵方程，得到串联补偿电压。
7.根据权利要求6所述的一种基于三端口柔性合环可控移相器的稳态潮流控制方法，其特征在于，将所述串联补偿电压代入串联补偿电压与分接头位置矩阵方程，得到分接头位置。
8.根据权利要求7所述的一种基于三端口柔性合环可控移相器的稳态潮流控制方法，其特征在于，根据串联补偿电压和多绕组变压器分接头位置的关系，根据串联补偿电压的输出指令，通过调节所述多绕组变压器分接头位置来调节串联补偿电压。
9.根据权利要求8所述的一种基于三端口柔性合环可控移相器的稳态潮流控制方法，其特征在于，调节所述多绕组变压器分接头位置包括将视在功率差值最小的分接头位置作为最终调节位置。
10.根据权利要求6所述的一种基于三端口柔性合环可控移相器的稳态潮流控制方法，其特征在于，馈线1、2的串联补偿电压的最大调节范围为：
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【技术特征摘要】
1.一种三端口柔性合环可控移相器，其特征在于，包括多绕组变压器和混合式有载分接开关；其中，所述多绕组变压器的主绕组为y型连接，在所述主绕组引出分接头，形成自耦合变压器形式，并联于馈线0端口；所述多绕组变压器的二次绕组通过所述混合式有载分接开关形成自耦变压器形式，所述二次绕组串联连接馈线1和馈线2端口；
2.一种基于三端口柔性合环可控移相器的稳态潮流控制方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1所述的一种三端口柔性合环可控移相器实现，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于三端口柔性合环可控移相器的稳态潮流控制方法，其特征在于，所述稳态潮流数学模型由以下步骤构建：
4.根据权利要求3所述的一种基于三端口柔性合环可控移相器的稳态潮流控制方法，其特征在于，步骤s201中所述串联可控电压源、网侧电压、耦合点电压、馈线电流及馈线线路阻抗之间的数学关系如下公式所示：
5.根据权利要求3所述的一种基于三端口柔性合环可控移相器的稳态潮流控制方法，其特征在于，所述待调节功率指令通过调整待调节目标实现。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍伟，陈冉，黄华，冯倩，庄浩彦，易皓，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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