一种两低压台区功率分配协调控制装置和方法

摘要

本发明提供了一种两低压台区功率分配协调控制装置，所述两低压台区功率分配协调控制装置包括主控模块、数据采集模块和转供模块，实时检测配电数据，并通过主控模块对两低压台区内功率进行转移控制，提高供电系统的供电可靠性。本发明还提供了一种两低压台区功率分配协调控制方法，包括将两低压台区分为第一台区和第二台区，并采集两低压台区的配电数据，对比两低压台区的配电数据，第一台区和第二台区内负荷量小的低压台区向负荷量大的低压台区进行功率转供，实现了两低压台区内功率的就地消纳，提高了低压台区供电系统的供电质量和系统运行的可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及功率控制技术领域，尤其是指一种两低压台区功率分配协调控制装置和方法。

背景技术

中国初始规划和电力的条块分割使得配电网结构与负荷的发展需求不相适应，部分低压台区不仅负荷量大，且随机负荷比重高。对于这些负荷量大的低压台区，公开于2019年5月21日的公开号为109787224A的中国专利提供了一种防止连锁过载的地区电网负荷转供策略生成方法，该专利通过变电站来进行负荷转供，需要对地区电网进行整体分析并进行分区处理，在分区完成后根据具体情况确定负荷转供措施并根据负荷转供措施来生成负荷转供策略，但该专利提供的方法无法支持具体的两个低压台区间的功率转供。

对于地理位置上临近的配电台区，可以提供互联线路来实现台区内的功率转移，通过将用电需求小的低压台区和重载低压台区互联进行两台区内功率分配，实现低压台区功率就地消纳，可提高低压台区供电系统的供电质量并提高系统运行的可靠性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的缺点，实现低压台区功率就地消纳，提高低压台区供电系统的供电质量和可靠性，提供一种两低压台区功率分配协调控制装置和方法。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

一种两低压台区功率分配协调控制装置，其特征在于，所述两低压台区分为第一低压台区和第二低压台区，第一低压台区包括第一交流母线、第一分布式光伏和第一常规负载，第二低压台区包括第二交流母线、第二分布式光伏和第二常规负载；所述两低压台区功率分配协调控制装置包括主控模块、数据采集模块和转供模块，所述主控模块包括协调控制器和监控后台，协调控制器和监控后台通过光纤通信连接，监控后台用于接收整理数据采集模块采集到的配电数据，协调控制器用于对转供模块发出控制命令；所述数据采集模块与主控模块通信连接，所述数据采集模块用于采集配电数据并将配电数据传输至主控模块进行处理并保存；所述转供模块与主控模块连接，用于在接收主控模块控制命令后对两低压台区内功率进行转供处理。

在低压台区中加入分布式光伏，达到优化能源结构和节能减排的目的，实时监控低压台区内数据，以保证在出现过载情况时可以及时的进行功率转供，且在日常两低压台区工作中将功率进行合理分配，将一个低压台区内多余功率高送入功率需求大的低压台区内，提高系统供电可靠性，且采集到的数据均保存在监控后台中，若出现故障需要检修时，可以通过监控后台的历史数据快速找到故障原因。

进一步的，所述转供模块包括DC/AC柔直变流器A1和DC/AC柔直变流器A2，所述DC/AC柔直变流器A1和DC/AC柔直变流器A2的交流端分别连接在第一交流母线和第二交流母线上，所述DC/AC柔直变流器A1的直流端和DC/AC柔直变流器A2的直流端相互连接构建功率传输装置。

两个柔直变流器构建柔性直流互联线路进行柔性直流输电，通过对两端换流器的控制，就可以实现两个交流网络之间有功功率的相互传送，同时两端换流器还可以独立调节各自所吸收或发出的无功功率，从而对所联的交流系统给予无功支撑，运用柔性直流输电方式进行功率转供具有可向无源网络供电、不会出现换相失败、换流器间无需通信以及易于构成多端直流系统等优点。

进一步的，所述数据采集模块包括若干台TTU配电变压器监测终端和若干台载波表，第一交流母线与变压器之间连接有用于采集变压器低压侧配电数据的第一TTU配电变压器监测终端，第一交流母线与转供模块之间连接有用于采集DC/AC柔直变流器A1交流端配电数据的第二TTU配电变压器监测终端，第二交流母线与变压器之间连接有用于采集变压器低压侧配电数据的第三TTU配电变压器监测终端，第二交流母线与转供模块之间连接有用于采集DC/AC柔直变流器A2交流端配电数据的第四TTU配电变压器监测终端；第一交流母线与第一分布式光伏之间连接有用于采集第一分布式光伏输出端配电数据的第一载波表，第一交流母线与第一常规负载之间连接有用于采第一常规负载配电数据的第二载波表，第二交流母线与第二分布式光伏之间连接有用于采集第二分布式光伏输出端配电数据的第三载波表，第二交流母线与第二常规负载之间连接有用于采集第二常规负载配电数据的第四载波表。

TTU配电变压器监测终端可以实时监测配电变压器的运行工况，且具备通信功能，可以将采集到的数据实时发送至协调控制器中，提供配电系统运行控制及管理所需的数据，而载波表也能够采集相应配电数据并进行通信，为协调控制器的判断提供数据支持。

进一步的，所述协调控制器包括协调控制主机和协调控制子机，所述协调控制主机设置在第一低压台区内，所述协调控制子机设置在第二低压台区内；所述协调控制器和监控后台均设置有交换机和综合通讯装置。

在控制功率转供时，将负荷量大的低压台区作为主体，将协调控制器的协调控制主机设置在负荷量大，易出现负荷过载情况的低压台区内，对于过载情况可以更快反应且不会遗漏低压台区的过载情况。通过交换机和综合通讯装置来进行协调控制主机和协调控制子机之间的通信，具备GPS对时，规约转换，远动上送等功能，可以很好的满足协调控制主机和协调控制子机之间的通信需求。

进一步的，一种两低压台区功率分配协调控制方法，包括以下步骤：

步骤一：根据监控后台记录的历史台区负荷数据将两压台区分为第一低压台区和第二低压台区，所述第一低压台区连接协调控制主机，所述第二低压台区连接协调控制子机；

步骤二：每隔预设周期采集第一低压台区的第一配电数据和第二低压台区的第二配电数据；

步骤三：对比第一配电数据和第二配电数据，筛选出第一低压台区和第二低压台区是否配变过载，当第一低压台区和第二低压台区未均过载时，并在第一低压台区和第二低压台区之间进行功率转供。

通过采集到的配电数据来判断两低压台区的状态，若均处于正常工作状态，则根据两低压台区的用电负荷来合理分配两低压台区的功率，如果只有一个低压台区出现过载现象，协调控制器则发送控制命令使另一个低压台区对其进行快速的转移功率支持，提高了两低压台区的供电可靠性。

进一步的，步骤三中所述功率转供包括以下步骤：

4.1协调控制器发出控制命令；

4.2未过载低压台区将除供交流负载工作外供电功率通过DC/AC柔直变流器变换后通过DC/AC柔直变流器的直流端传输至过载低压台区连接的DC/AC柔直变流器直流端；

4.3过载低压台区连接的DC/AC柔直变流器将接收到的供电功率进行转换后传输至过载低压台区交流母线内。

两个柔直变流器的直流端互联以达到柔性直流输电的目的，且两个柔直变流器不用互信通信，直接由协调控制器发出的控制命令来控制，节省了反应时间，且不会有换相失败的情况出现。

进一步的，步骤一中所述协调控制主机还采集设置在第一低压台区内的塑壳断路器B1的位置、台变低压侧电压和台变低压侧电流，所述协调控制主机通过发出控制命令来控制塑壳断路器B1分合；所述协调控制子机还采集第二低压台区低压侧连接有的塑壳断路器B2的位置、台变低压侧电压和台变低压侧电流，所述协调控制子机通过发出控制命令来控制塑壳断路器B2分合；所述协调控制主机通过光纤通信接收控制子机采集到的信息并发送控制命令，所述协调控制子机还通过接收协调控制主机的控制命令来控制塑壳断路器B2的输出接点跳闸。

进一步的，步骤三中若筛选出第一低压台区和第二低压台区均过载时，协调控制器发出控制命令控制塑壳断路器B1和塑壳断路器B2的输出接点跳闸。

在两低压台区均过载的情况下，协调控制器可以通过控制塑壳断路器的开合来达到跳闸保护的作用，提高了两低压台区内用户的用电安全。

进一步的，步骤二中所述第一配电数据包括第一常规负荷消耗功率、第一低压台区供电容量和第一分布式光伏出力；所述第二配电数据包括第二常规负荷消耗功率、第二低压台区供电容量和第二分布式光伏出力。

对常规负荷功率、供电容量和光伏出力进行实时的检测，对这些数据进行处理分析后可以得出低压台区的供电状态。

进一步的，步骤三中所述筛选第一低压台区和第二低压台区是否配变过载时，执行数据对比子步骤：协调控制器将第一分布式光伏出力以及第一低压台区配电容量之和与第一常规负荷消耗功率相比较，若第一常规负荷消耗功率之和超过第一分布式光伏出力以及第一低压台区配电容量之和，则判断第一低压台区处于过载状态，若未超过则判断第一低压台区未处于过载状态；同时将第二分布式光伏出力以及第二低压台区配电容量之和与第二常规负荷消耗功率进行比较，若第二常规负荷消耗功率超过第二分布式光伏出力以及第二低压台区配电容量之和，则判断第二低压台区处于过载状态，若未超过，则判断第二低压台区未处于过载状态。

对第一台区和第二台区是否过载进行实时的判断，可以及时的发现过载情况并作出应对，提高了供电系统的可靠性。

本发明的有益效果是：

将两低压台区通过直流互联的方式实现功率转移，同时解决了负荷量大低压台区极可能出现的过载问题也消耗了负荷量小的低压台区内多余的功率，实现了低压台区功率就地消纳，大大提高了低压台区供电系统的供电质量并提高系统运行的可靠性。且在实现功率转供的同时根据采集到的配电数据实时监测低压台区工作状态，在出现过载现象无法解决的情况时也可以直接控制塑壳断路器跳闸，保护电路。

附图说明

图1是本发明的一种两低压台区功率分配协调控制装置拓扑结构示意图；

图2是本发明的一种两低压台区功率分配协调控制方法流程示意图；

图中：

1、主控模块，1-1、监控后台，1-2、协调控制器，2、数据采集模块，3、转供模块，3-1、功率传输装置，4、第一低压台区，4-1、第一交流母线，4-2、第一分布式光伏，4-3、第一常规负载，5、第二低压台区，5-1、第二交流母线，5-2、第二分布式光伏，5-3、第二常规负载，6、TTU配电变压器监测终端，6-1、第一TTU配电变压器监测终端，6-2、第二TTU配电变压器监测终端，6-3、第三TTU配电变压器监测终端，6-4、第四TTU配电变压器监测终端，7、载波表，7-1、第一载波表，7-2、第二载波表，7-3、第三载波表，7-4、第四载波表。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。

实施例：

一种两低压台区功率分配协调控制装置，所述两低压台区分为第一低压台区4和第二低压台区5，第一低压台区4包括400V第一交流母线4-1、10kWp第一分布式光伏4-2和第一常规负载4-3，第二低压台区5包括400V第二交流母线5-1、10kWp第二分布式光伏5-2和第二常规负载5-3,常规负载具体为一种交流充电桩；所述两低压台区功率分配协调控制装置包括主控模块1、数据采集模块2和转供模块3，所述主控模块1包括协调控制器1-2和监控后台1-1，协调控制器1-2和监控后台1-1通过光纤通信连接，监控后台1-1用于接收整理数据采集模块2采集到的配电数据，协调控制器1-2用于对转供模块3发出控制命令；所述数据采集模块2与主控模块1通信连接，所述数据采集模块2用于采集配电数据并将配电数据传输至主控模块1进行处理并保存；所述转供模块3与主控模块1连接，用于在接收主控模块1控制命令后对两低压台区内功率进行转供处理。

所述转供模块3包括150kW DC/AC柔直变流器A1和150kW DC/AC柔直变流器A2，所述DC/AC柔直变流器A1和DC/AC柔直变流器A2的交流端分别连接在两低压台区的交流母线上，所述DC/AC柔直变流器A1的直流端和DC/AC柔直变流器A2的直流端相互连接构建功率传输装置3-1。

所述数据采集模块2包括若干台TTU配电变压器监测终端6和若干台载波表7，第一交流母线4-1与变压器之间连接有用于采集变压器低压侧配电数据的第一TTU配电变压器监测终端6-1，第一交流母线4-1与转供模块3之间连接有用于采集DC/AC柔直变流器A1交流端配电数据的第二TTU配电变压器监测终端6-2，第二交流母线5-1与变压器之间连接有用于采集变压器低压侧配电数据的第三TTU配电变压器监测终端6-3，第二交流母线5-1与转供模块3之间连接有用于采集DC/AC柔直变流器A2交流端配电数据的第四TTU配电变压器监测终端6-4；第一交流母线4-1与第一分布式光伏4-2之间连接有用于采集第一分布式光伏4-2输出端配电数据的第一载波表7-1，第一交流母线4-1与第一常规负载4-3之间连接有用于采第一常规负载4-3配电数据的第二载波表7-2，第二交流母线5-1与第二分布式光伏5-2之间连接有用于采集第二分布式光伏5-2输出端配电数据的第三载波表7-3，第二交流母线5-1与第二常规负载5-3之间连接有用于采集第二常规负载5-3配电数据的第四载波表7-4。

所述协调控制器1-2包括协调控制主机和协调控制子机，所述协调控制主机设置在第一低压台区4内，所述协调控制子机设置在第二低压台区5内；所述协调控制器1-2和监控后台1-1均设置有交换机和综合通讯装置PCS-9799M。

一种两低压台区功率分配协调控制方法，包括以下步骤：

步骤一：根据监控后台1-1记录的历史台区负荷数据将两压台区分为第一低压台区4和第二低压台区5，所述第一低压台区4连接协调控制主机，所述第二低压台区5连接协调控制子机；

步骤二：每隔预设周期采集第一低压台区4的第一配电数据和第二低压台区5的第二配电数据；

步骤三：对比第一配电数据和第二配电数据，筛选出第一低压台区4和第二低压台区5是否配变过载，当第一低压台区4和第二低压台区5未均过载时，并在第一低压台区4和第二低压台区5之间进行功率转供。

步骤三中步骤三中所述功率转供包括以下步骤：

4.1协调控制器1-2发出控制命令；

4.2未过载低压台区将除供交流负载工作外供电功率通过DC/AC柔直变流器变换后通过DC/AC柔直变流器的直流端传输至过载低压台区连接的DC/AC柔直变流器直流端；

4.3过载低压台区连接的DC/AC柔直变流器将接收到的供电功率进行转换后传输至过载低压台区交流母线内。

步骤一中所述协调控制主机还采集设置在第一低压台区4内的塑壳断路器B1的位置、台变低压侧电压和台变低压侧电流，所述协调控制主机通过发出控制命令来控制塑壳断路器B1分合；所述协调控制子机还采集第二低压台区5低压侧连接有的塑壳断路器B2的位置、台变低压侧电压和台变低压侧电流，所述协调控制子机通过发出控制命令来控制塑壳断路器B2分合；所述协调控制主机通过光纤通信接收控制子机采集到的信息并发送控制命令，所述协调控制子机还通过

步骤三中若筛选出第一低压台区4和第二低压台区5均过载时，协调控制器1-2发出控制命令控制塑壳断路器B1和塑壳断路器B2的输出接点跳闸。

步骤二中所述第一配电数据包括第一常规负荷4-3消耗功率、第一低压台区4供电容量和第一分布式光伏4-2出力；所述第二配电数据包括第二常规负荷5-3消耗功率、第二低压台区5供电容量和第二分布式光伏5-2出力。

步骤三中所述筛选第一低压台区4和第二低压台区5是否配变过载时，执行数据对比子步骤：协调控制器1-2将第一分布式光伏4-2出力以及第一低压台区4配电容量之和与第一常规负荷4-3消耗功率相比较，若第一常规负荷4-3消耗功率之和超过第一分布式光伏4-2出力以及第一低压台区4配电容量之和，则判断第一低压台区4处于过载状态，若未超过则判断第一低压台区4未处于过载状态；同时将第二分布式光伏5-2出力以及第二低压台区5配电容量之和与第二常规负荷5-3消耗功率进行比较，若第二常规负荷5-3消耗功率超过第二分布式光伏5-2出力以及第二低压台区5配电容量之和，则判断第二低压台区5处于过载状态，若未超过，则判断第二低压台区5未处于过载状态。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。