治理配电网络电流不平衡的换相软开关系统及评价方法

技术领域

本发明涉及配电网技术领域，具体而言，涉及一种治理配电网络电流不平衡的换相软开关系统及评价方法。

背景技术

当前，我国正加快构建以新能源为主体的新型电力系统，大力发展新能源，在新能源安全可靠的替代基础上，逐步退出传统能源，加快电力脱碳，推动能源清洁转型。然而，随着高比例清洁能源，如风电、水电等机组的投入，配电网络的运行随机性和波动性也更加显著，三相间的电源出力不平衡度也随之增加，同时，配电网络的终端单相负荷的分布往往是不平衡的，这也加剧了配网电流的不平衡度，导致配电变压器的出力效率降低、网络线损增加等问题。智能软开关作为一种新型电力电子设备，能够主动控制潮流在不同节点之间的转移，相比传统的联络线，具有实时控制、无开关动作、响应迅速等优势。然而，目前的智能软开关设备能实现相同相位之间的潮流转移，难以实现电流在不同相位之间的均衡，对于治理电流不平衡问题的提升效果有限，且缺乏一种带换相智能软开关设备治理电流不平衡问题的评价方法。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种治理配电网络电流不平衡的换相软开关系统及评价方法解决了以下技术问题：

1、目前智能软开关设备仅能实现在相同相位之间的潮流转移，难以实现电流在不同相位之间的均衡；

2、缺乏一种带换相智能软开关设备治理电流不平衡问题的评价方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种治理配电网络电流不平衡的换相软开关系统，包括：逆变器、整流器、公共电容、三个低压换相装置和智能软开关设备；

所述逆变器和整流器设置在三相传输线上，逆变器和整流器之间设置公共电容作为公共直流端；

每个所述低压换相装置的一侧的接线端与一端的一个三相节点连接，其另一侧的三个接线端分别与逆变器的三个接线端一一对应连接；

所述智能软开关设备设置在逆变器和整流器上。

进一步地，该系统满足三相潮流转移关系式，三相潮流转移关系式为：

其中，

一种治理配电网络电流不平衡的换相软开关系统的评价方法，包括：

以最小电流不平衡度为目标，建立基于网络潮流约束的优化模型；

对基于网络潮流约束的优化模型进行求解，得到各相的出线电流和三相的出线平均电流；

根据各相的出线电流和三相的出线平均电流，计算换相软开关系统治理配电网络中电流不平衡问题的评价指标。

进一步地，所述基于网络潮流约束的优化模型为：

其中，

进一步地，所述网络潮流约束为：

s

或

其中，t、j、l为不同位置的三相节点，s

进一步地，所述计算换相软开关系统治理配电网络中电流不平衡问题的评价指标的公式为：

其中，R

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

1、本发明的换相软开关系统结合低压换相装置和智能软开关设备，实现电流在不同相位之间的潮流转移，灵活调整相间的潮流转移和电流分布，有利于平衡配电网络的三相间电流差异，从而提高配电变压器的出力效率，降低网络损耗。

2、本发明通过构建基于网络潮流约束的优化模型，并以最小电流不平衡度为目标，对优化模型进行求解，得到各相的出线电流和三相的出线平均电流，通过各相的出线电流和三相的出线平均电流的大小，得到评价换相软开关系统治理配电网络中电流不平衡问题的指标。

附图说明

图1为一种治理配电网络电流不平衡的换相软开关系统的示意图；

图2为一种治理配电网络电流不平衡的换相软开关系统的评价方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

如图1所示，一种治理配电网络电流不平衡的换相软开关系统，包括：逆变器、整流器、公共电容、三个低压换相装置和智能软开关设备；

所述逆变器和整流器设置在三相传输线上，逆变器和整流器之间设置公共电容作为公共直流端；

每个所述低压换相装置的一侧的接线端与一端的一个三相节点连接，其另一侧的三个接线端分别与逆变器的三个接线端一一对应连接；

所述智能软开关设备设置在逆变器和整流器上。

该系统满足三相潮流转移关系式，三相潮流转移关系式为：

其中，

整流侧ABC三相分别与逆变侧ABC三相相连，(0，1，0)表示整流侧ABC三相与逆变侧CAB三相相连，(0，0，1)表示整流侧ABC三相与逆变侧BCA三相相连具体为：

(1，0，0)表示整流侧A相连接逆变侧A相、整流侧B相连接逆变侧B相、整流侧C相连接逆变侧C相；(0，1，0)表示整流侧A相连接逆变侧C相、整流侧B相连接逆变侧A相、整流侧C相连接逆变侧B相；(0，0，1)表示整流侧A相连接逆变侧B相、整流侧B相连接逆变侧C相、整流侧C相连接逆变侧A相。

如图2所示，一种治理配电网络电流不平衡的换相软开关系统的评价方法，包括以下步骤：

S1、以最小电流不平衡度为目标，建立基于网络潮流约束的优化模型；

在步骤S1中，所述基于网络潮流约束的优化模型为：

其中，

所述网络潮流约束为：

s

或

其中，t、j、l为不同位置的三相节点，s

S2、对基于网络潮流约束的优化模型进行求解，得到各相的出线电流和三相的出线平均电流；

S3、根据各相的出线电流和三相的出线平均电流，计算换相软开关系统治理配电网络中电流不平衡问题的评价指标。

在步骤S3中，所述计算换相软开关系统治理配电网络中电流不平衡问题的评价指标的公式为：

其中，R

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

1、本发明的换相软开关系统结合低压换相装置和智能软开关设备，实现电流在不同相位之间的潮流转移，灵活调整相间的潮流转移和电流分布，有利于平衡配电网络的三相间电流差异，从而提高配电变压器的出力效率，降低网络损耗。

2、本发明通过构建基于网络潮流约束的优化模型，并以最小电流不平衡度为目标，对优化模型进行求解，得到各相的出线电流和三相的出线平均电流，通过各相的出线电流和三相的出线平均电流的大小，得到评价换相软开关系统治理配电网络中电流不平衡问题的指标。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。