深度！柔性配电网定义、组网形态与运行方式-第3页-北极星输配电网

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在保证N-1校验通过,将故障馈线F1负荷转出,则与F1相连的FSS端口将输出功率,相对F1等效为ΔAfF1ΔAF1f的电源,其输出功率与F1负荷相等;

与馈线F2、F3相连的FSS端口将吸收功率,相对F2、F3等效为ΔAfF2ΔAF2f、ΔAfF3ΔAF3f的负荷,故增大了F2、F3的负荷。FSS各端口功率如下：

可见,FDN会根据对端馈线负荷裕度高低,以均衡馈线负荷为目标按需连续分配负荷,充分利用了所有联络馈线的裕度,且无需分段开关操作;而刚性配电网故障后,负荷转带是离散的,即负荷按分段开关分为几段或整体转带,可能使部分接受负荷馈线过载。比较看出,FDN提高了系统的安全性。

3.3 检修运行方式

3.3.1 刚性配电网检修-1

刚性配电网改造前如图4所示,假设馈线段B1,2为检修区,检修操作如下[19]：首先,断开分段开关S3,导致下游负荷停电;其次,断开分段开关S4;最后,闭合联络开关S1或S2,目的是为非检修区恢复供电。

馈线段B1,2检修完成后,为避免合环冲击电流过大,一般需要先断开联络开关S1或S2,这样导致非检修区再次短时停电,然后闭合检修区两侧的分段开关S3和S4,使得馈线F1恢复正常运行。

3.3.2 FDN检修-1

检修过程如图7所示,对馈线段B1,2检修时,只需先后断开检修区两侧的分段开关S3和S4即可。

断开检修区两侧分段开关S3、S4后,S3上游的负荷直接由F1转带,分段开关S4下游的负荷由FSS互联F2、F3进行功率支援。

此时FSS以均衡F2、F3负荷为目标,与F1相连的FSS端口将输出功率,相对F1等效为ΔAmF1ΔAF1m的电源,其输出功率与S4下游的负荷相等;与F2、F3相连的FSS端口将吸收功率,相对F2、F3等效为ΔAmF2ΔAF2m、ΔAmF3ΔAF3m的负荷,故增大了F2、F3的负荷。

FSS各端口功率如下：

可看出,刚性配电网在上述检修中,由于不能合环,导致非检修区段2次短时停电;而FDN由于正常情况是柔性闭环运行,故检修时消除了非检修区段的短时停电,提高了用户的供电可靠性。

3.4 安全性分析方法

N-1安全性判据为：N-1故障后,FSS至少存在一种转带策略,使得非故障段负荷得到供电,并满足各种技术要求,则称其N-1安全。技术要求包括：在N-1转带后流过各馈线段的功率不应大于自身馈线段的容量,接受负荷的主变所带负荷不应大于自身主变容量,故FDN的N-1安全校验通过的判据为故障后对任意的馈线段Bi,j、主变Tk都存在：

式中：PBi,jPBi,j为馈线段Bi,j功率;CBi,jCBi,j为馈线段Bi,j容量;PTkPTk为主变Tk负荷;CTkCTk为主变Tk容量。

FSS的一端馈线故障,该馈线负荷通过FSS转带给其他馈线,定义FSS的负荷转带系数为

式中：αi,uαi,u为馈线i发生N-1故障后,通过FSS向联络的馈线u转带负荷的比例系数(取值范围在0~1之间);∑u∈ΩFSSαi,u∑u∈ΩFSSαi,u为馈线i发生N-1故障后,FSS向所有联络的馈线转带负荷的系数之和(和为1);ΩFSSΩFSS为通过FSS与故障馈线i相联络的馈线集合。

3.4.1 FDN的馈线-1校验方法

根据FDN的N-1安全校验判据,得出FDN的馈线N-1校验的步骤如下：

1）馈线N-1故障后,写出含αi,uαi,u系数不等式约束。

2）在已知负荷的情况下,通过步骤1）写出的不等式约束求解出αi,uαi,u的范围。

3）根据αi,uαi,u范围,判断馈线i的N-1校验是否通过：①αi,uαi,u为固定值且满足式(5),则馈线N-1校验临界通过且FSS转带方式唯一。②αi,uαi,u存在区间且满足式(5),则馈线N-1校验通过且FSS转带方式不唯一。③αi,uαi,u的范围存在不满足式(5),则馈线N-1校验不通过。

3.4.2 FDN的主变-1校验方法

在主变N-1校验时,由于主变所带负荷首先通过站内母联开关转带给同站主变,若不能全部转带,则通过联络馈线转带给站外主变,故主变N-1校验时,同样需要用到馈线N-1的校验方法。

因此,在上述馈线N-1安全校验的基础上,主变Tt在发生N-1故障后,N-1安全校验通过的判据为对任意的馈线段Bi,j、主变Tk都满足式(4)。

相比于馈线N-1安全性校验,主变N-1安全性校验只是多了主变校验,增加了主变、馈线等约束,同样通过不等式求解出αi,uαi,u的范围,从而来判断主变N-1校验是否通过。

原标题：【热点专题论文】天津大学肖峻等：柔性配电网：定义、组网形态与运行方式

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