一种柔性智能直流电力局域网电力系统实现方法

摘要

本发明公开了一种柔性智能直流电力局域网电力系统实现方法，该发明涉及智能电网与直流电网领域。发明目的是：提出一种柔性智能直流电力局域网电力系统实现方法，使得电力局域网电力系统具有更为宽泛、灵活的调节特性，用于提高电力系统运行效率、可靠性与包容性。按照所规定的电力系统基本特性和要求，构造电网的电力输电线路；按照这种智能电网管理系统的硬件系统的基本架构和要求以及这种智能电网管理系统的软件系统的架构和功能要求构造电网调控系统，从而构成这种智能电力系统。这样的电力系统，如同建立了一种梯级动态直流电力库，它的灵活调节特性有利于分布式自然能以及其它发电设备电力入网，有效地实现了电力的电网储存。

主权项

1.一种柔性智能直流电力局域网电力系统实现方法：该柔性智能直流电力局域网电力系统使用智能直流半导体电力变换器，所述直流电力局域网包含一个直流半导体电力主源变换器，若干个直流半导体电力副源变换器，若干个直流半导体电力中间变换器，若干个直流半导体电力负载变换器，相应的输电线路；该柔性智能直流电力局域网电力系统通过电力主源变换器接受来自国家电网提供的电力，直接或经由电力中间变换器向电力负载变换器提供电力，终端用电设备只能通过显式或隐式电力负载变换器接受所述直流电力局域网电力；所述直流电力局域网内用户发电设备也能够将产生的电力通过逆向电力变换器送入该直流电力局域网；该柔性智能直流电力局域网电力系统的所有设备，受控于它的智能电网管理系统，所述智能电网管理系统，在硬件结构上主要包括中央控制计算机、网络控制器和节点控制器三部分；在功能上，中央控制计算机与网络控制器一起担负主要的电力系统管理任务，中央控制计算机执行计划性、宏观性、人工介入性强、数据以及计算量大的电力系统管理任务；网络控制器执行电力系统的适时性强的现场电力系统调控任务；节点控制器主要担负当前网络层面运行数据、状态信息采集、处理与电力调控；该柔性智能直流电力局域网电力系统的电网特性及管理系统技术要求，其特征在于：(1)该柔性智能直流电力局域网电力系统运行的特定要求为：a.直流电力局域网电压·1类电网输入电压       35000V AC·2类电网输入电压       10000V AC·3类电网输入电压       35000V DC·4类电网输入电压       10000V DC·1类顶层网络电压·2类顶层网络电压·3类顶层网络电压·1类中间层网络电压·2类中间层网络电压·3类中间层网络电压·1类底层网络电压·2类底层网络电压在构建该柔性智能直流电力局域网电力系统时，其电网电压根据实际情况，在上述类别中匹配设定；电网电压可以在设定允许范围内波动，并接受相关联电力变换器的调控；b.直流电力局域网电流该直流电力局域网电流在较大范围内波动，受相关电力变换器、输电线路、设定允许值的限制，并接受相关联电力变换器的调控；c.电力系统中的主要电力设备特性智能直流半导体电力变换器：每一套半导体电力变换器都配有一个微控制单元，担负电力变换和电网智能调控任务；直流半导体电力主源变换器配有网络控制器；其余电力变换器配有节点控制器；直流电力局域网内发电设备：允许该直流电力局域网内挂接多台发电设备，所产生的直流电力通过逆向电力变换器送入该直流电力局域网；该直流电力局域网终端用电设备或底层网络：其终端用电设备或底层网络必须通过电力负载变换器接入该直流电力局域网；该电力负载变换器满足所带负载的电力需求，并实施对其进行智能化调控和管理；d.电力线路该直流电力局域网内输电为两线电力线输电模式，且附带有一条地线，电力变换器采取非隔离共零位线连接方式；在电力非源变换器处，零位线与地线采取不同点接地方式接地；在电力源变换器处，零位线与地线采取同点接地方式接地；(2)智能电网管理系统的硬件系统的基本架构和要求智能电网管理系统是以中央控制计算机、网络控制器、节点控制器组成的分布式计算机网络系统，中央控制计算机仅面向网络控制器进行双向通讯，它们之间采取独立的通讯接口通路，在RS232、RS422或RS485总线接口形式中选用；网络控制器与节点控制器之间，采取主从或多主分布式网络结构，双向通讯；当采取主从结构形式时，网络控制器为主设备，节点控制器为从设备，在RS232、RS422、RS485或CAN或其它总线接口形式中选用；(3)智能电网管理系统的软件系统的架构和功能要求a.节点控制器电网管理软件的架构和功能要求其中与正向电力变换器匹配的节点控制器：·用PWM调制方式控制降压型电力变换器，调控的要求是：根据上、下端电力供求双方电力运行状态以及设定的条件，进行动态调整，以满足该电力局域网系统要求；·具备该电力局域网运行状态自测与监控功能，它包括：对该直流电力局域网短路、漏电、线路耗损、超压、欠压，超负荷，零位线电压超值运行状态识别和直流电力局域网保护；·根据自身、上、下游控制器以及网络控制器的调控需求做出相应的调控响应；·具有合理的调配电力负荷时序分布功能；·利用通讯系统，传输该直流电力局域网运行状态、命令和数据；·设置智能电力计量以及浮动式计费功能；其中与逆向电力变换器匹配的节点控制器：·用PWM调制方式控制升压型电力变换器，调控的要求是：将发电设备产生的电力尽可能多的送入该直流电力局域网；或者，在满足下述条件下，将下层网络的电力送入上层网络，这些条件是：在正向电力变换器处于关断情况下，当前网络层电压仍然高于设定值范围，设定值在最大允许值的70％-90％范围内选取；或者，在正向电力变换器处于关断情况下，当前网络层电压虽然未高于设定值范围，但系统已经做出判断，当前网络层的电力富裕，需要向其它网络做电力调配时；·具备直流电力局域网运行状态自测与监控功能；·根据自身、上、下游控制器以及网络控制器的调控需求做出相应的调控响应；·将发电设备产生电力信息送入直流电力局域网的节点控制器，需要具备智能电力计量功能；·利用通讯系统，传输该直流电力局域网运行状态、命令和数据；b.网络控制器电网管理软件的架构和功能要求·控制直流半导体电力主源变换器，将国家电网的电力按照设定的要求送入这种柔性智能直流电力局域网；·担负该直流电力局域网系统现场系统管理以及其顶层管理任务；·向中央控制计算机报告直流电力局域网运行数据和状态信息，接收中央控制计算机发送来的控制命令和数据；接收和处理由节点控制器发来的该直流电力局域网现场运行数据和状态信息，向节点控制器发出该直流电力局域网现场运行数据、状态信息和调控命令；·直流电力局域网运行状态自测与监控；·智能电力计量以及浮动式计费功能；c.中央控制计算机电网管理软件架构和功能要求·担负该直流电力局域网系统综合管理任务；·编排、调整该直流电力局域网系统运行计划、模态、电力系统参量；向网络控制器发送该直流电力局域网系统参量、电力系统调控命令、数据；接收并处理网络控制器发送来的运行数据和状态信息；·该直流电力局域网运行状态自测与监控；·该直流电力局域网及用户电量、电费统计。