柔性多状态开关及电压波动平抑方法与流程

本发明涉及电力潮流调控，尤其涉及一种柔性多状态开关及电压波动平抑方法。

背景技术：

1、光伏发电以及风力发电作为分布式发电(distributed generation，dg)的主要形式，以其绿色、清洁的特点，获得青睐，投资建设分布式光伏项目积极性高涨。

2、接入光伏发电和风力发电的分布式电网，受气候和天气因素的影响大，具有电压波动性强的特点。为解决上述问题，现有技术中采用了一些调节手段，如：基于联络开关的网络重构、变压器分接头调压、投切电容器组、采用储能装置对新能源进行消纳等。然而这些调节形式的动作速度和控制精度有限，制约了配电网调控能力的提升。

3、基于此，需要开发设计出一种电压波动平抑方法。

技术实现思路

1、本发明实施方式提供了一种柔性多状态开关及电压波动平抑方法，用于解决现有技术中快速的电压波动不易被平抑的问题。

2、第一方面，本发明实施方式提供了一种柔性多状态开关，包括：

3、储能回路以及多个换流器；所述多个换流器分别包括：多个开关元件，所述多个开关元件彼此连接构成整流桥；

4、所述储能回路包括电容以及储能装置，所述电容以及所述储能装置分别并联于所述多个换流器的整流端；

5、当所述多个换流器的交流端分别接入多个电网时，所述电容以及所述储能装置通过所述多个换流器向所述多个电网吸收或释放电能，以平抑所述多个电网的电压波动，其中，当所述电容两端的电压高于第一阈值时，启用所述储能装置吸收电能，当电容两端的电压低于第二阈值时，启用所述储能装置释放电能。

6、第二方面，本发明实施方式提供了一种电压波动平抑方法，包括：

7、应用于如第二方面所述的柔性多状态开关，所述电压波动平抑方法包括：

8、获取多个波形数据集，其中，波形数据集表征电网潮流的波动；

9、根据所述多个波形数据集确定多个电网的潮流；

10、根据所述多个电网的潮流确定柔性多状态开关的并网策略，其中，并网策略表征所述柔性多状态开关的并网潮流；

11、根据所述并网策略，确定储能装置的充放电状态。

12、在一种可能实现的方式中，波形数据包括：电压波形数据集以及电流波形数据集，所述根据所述多个波形数据集确定多个电网的潮流，包括：

13、对于每个波形数据集，执行如下步骤：

14、根据电压波形数据集，确定电压波动的波动周期；

15、根据电压波形数据集、电流波形数据集以及所述波动周期，确定电压有效值以及电流有效值；

16、根据电压波形数据集、电流波形数据集以及所述波动周期确定电流波形与电压波形的相位差。

17、在一种可能实现的方式中，所述根据电压波形数据集，确定电压波动的波动周期，包括：

18、初始化计数器为预设值；

19、指示系数获取步骤：根据第一公式、所述计数器以及电压波形数据集确定周期指示系数，其中，所述第一公式为：

20、

21、式中，cp为周期指示系数，un为电压波形数据集的第n个数据，n为计数器数值；

22、若周期指示系数大于指示阈值，则将所述周期指示系数加入周期指示序列；

23、若所述计数器未达到最大指示阈值，则调整所述计数器的数值并跳转至所述指示系数获取步骤；

24、否则，确定目标计数值，其中，目标计数值根据周期指示序列中值最大的周期指示系数确定；

25、根据所述目标计数值以及电压波形数据集的采样间隔确定波动周期。

26、在一种可能实现的方式中，所述根据电压波形数据集、电流波形数据集以及所述波动周期确定电流波形与电压波形的相位差，包括：

27、根据所述波动周期以及电压波形数据集的数据采样间隔确定周期数据数量；

28、根据电压波形数据集、电流波形数据集、所述周期数据数量以及第二公式确定相位夹角，其中，所述第二公式为：

29、

30、式中，angle为相位夹角，arccos()为反余弦函数，um为电压波形数据集的第m个数据，im为电流波形数据集的第m个数据，m为周期数据数量；

31、根据所述相位夹角确定偏移数据数量；

32、根据第三公式、所述偏移数据数量、电压波形数据集以及电流波形数据集确定判断系数，其中，所述第三公式为：

33、

34、式中，dj为判断系数，b为偏移数量；

35、若所述判断系数大于判断阈值，则相位差为相位夹角；

36、否则，相位差为相位夹角的相反数。

37、在一种可能实现的方式中，电网的潮流包括：电网的电压以及电网电流与电压的相位差，所述根据所述多个电网的潮流确定柔性多状态开关的并网策略，包括：

38、对于每个电网，根据电网的潮流通过如下步骤确定并网策略：

39、若电网的电压有效值高于上限阈值，则根据所述相位差，通过第一调整方法调整柔性多状态开关的输入功率和/或通过第二调整方法调整柔性多状态开关的输出功率，其中，所述第一调整方法为增加柔性多状态开关输入的有功电流和/或延后柔性多状态开关输入电流的相位，所述第二调整方法为减少柔性多状态开关输出的有功电流和/或延后柔性多状态开关输出电流的相位；

40、若电网的电压有效值低于下限阈值，则根据所述相位差，通过第三调整方法调整柔性多状态开关的输入功率和/或通过第四调整方法调整柔性多状态开关的输出功率，其中，所述第三调整方法为减少柔性多状态开关输入的有功电流和/或提前柔性多状态开关输入电流的相位，所述第四调整方法为增加柔性多状态开关输出的有功电流和/或提前柔性多状态开关柔性多状态开关输出电流的相位。

41、在一种可能实现的方式中，所述根据所述相位差，通过第一调整方法调整柔性多状态开关的输入功率和/或通过第二调整方法调整柔性多状态开关的输出功率，包括：

42、若所述相位差小于相位阈值，则延后柔性多状态开关输入电流的相位和/或减少柔性多状态开关输出的有功电流；

43、否则，增加柔性多状态开关输入的有功电流和/或延后多状态柔性开关输出电流的相位；

44、根据所述相位差，通过第三调整方法调整柔性多状态开关的输入功率和/或通过第四调整方法调整柔性多状态开关的输出功率包括：

45、若所述相位差小于相位阈值，则减少柔性多状态开关输入的有功电流和/或增加柔性多状态开关输出的有功电流；

46、否则，提前柔性多状态开关输入电流的相位和/或提前柔性多状态开关柔性多状态开关输出电流的相位；

47、所述根据所述并网策略，确定储能装置的充放电状态，包括：

48、获取电容两端的电压；

49、若所述电容两端的电压高于第一阈值超过预定时长，则启用所述储能装置储能直至所述电容两端的电压低于充电阈值；

50、若所述电容两端的电压低于第二阈值超过预定时长，则启用所述储能装置释放电能直至所述电容两端的电压高于放电阈值。

51、第三方面，本发明实施方式提供了一种电压波动平抑装置，用于实现如上第二方面或第二方面的任一种可能的实现方式所述的电压波动平抑方法，所述电压波动平抑装置包括：

52、波形获取模块，用于获取多个波形数据集，其中，波形数据集表征电网潮流的波动；

53、潮流分析模块，用于根据所述多个波形数据集确定多个电网的潮流；

54、并网策略确定模块，用于根据所述多个电网的潮流确定柔性多状态开关的并网策略，其中，并网策略表征所述柔性多状态开关的并网潮流；

55、以及，

56、储能装置状态确定模块，用于根据所述并网策略，确定储能装置的充放电状态。

57、第四方面，本发明实施方式提供了一种终端，包括存储器以及处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第二方面或第二方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。

58、第五方面，本发明实施方式提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第二方面或第二方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。

59、本发明实施方式与现有技术相比存在的有益效果是：

60、本发明电压波动平抑方法实施方式，其首先获取多个波形数据集，其中，波形数据集表征电网潮流的波动；然后根据所述多个波形数据集确定多个电网的潮流；接着根据所述多个电网的潮流确定柔性多状态开关的并网策略，其中，并网策略表征所述柔性多状态开关的并网潮流；最后根据所述并网策略，确定储能装置的充放电状态。本发明实施方式通过电网电压有效值以及电流相对电压的相位，采用调整柔性多状态开关的输入输出电流以及电流相位的方式，调整电网的电压，从而使得电网电压稳定在一个区间，本发明实施方式基于电网潮流进行分析，通过柔性多状态开关调整电网的电压，可以平抑快速波动的电网电压，本发明实施方式在柔性多状态开关中设有储能装置，可以弥补电容容量小的缺点，并在电网电压较高时对电网的电能进行了消纳，提高了能源的利用率。