基于潮流控制节点的10kV主动配电网及其控制方法

摘要

本发明公开了一种基于潮流控制节点的10kV主动配电网及其控制方法。在10kV配电网中配置多个潮流控制节点，潮流控制节点将两条及以上的10kV配电线路联接起来，并通过潮流控制节点中的串联型AC/DC变流装置实现对所连接的10kV配电线路的潮流进行主动控制。所有串联型AC/DC变流装置的直流侧以及并联型AC/DC变流装置的直流侧连接到同一条直流母线。本发明能够连续平滑控地控制各条连接于潮流控制节点的10kV线路的潮流，可降低10kV配网乃至上一级输电网的建设成本、降低线路损耗、提高线路的利用率和供电可靠性。

权利要求

1.一种基于潮流控制节点的10kV主动配电网，其特征在于：在10kV配电网中配置多个潮流控制节点，潮流控制节点将两条及两条以上的10kV配电线路联接起来，并通过潮流控制节点中的串联型AC/DC变流装置实现对所连接的10kV配电线路的潮流进行主动的调节；

所述潮流控制节点包括一个以上10kV配电线路串联型AC/DC变流装置、一个并联型AC/DC变流装置、一条直流母线、一个变流装置公共联接点和一个节点控制保护系统；

每一条所述10kV配电线路的始端和与其对应的变电站的10kV母线连接、10kV配电线路的末端通过一个节点进线开关和与其相对应的串联型AC/DC变流装置的进线端连接、串联型AC/DC变流装置的出线端和所述的变流装置公共联接点连接；所述的并联型AC/DC变流装置的交流端也和变流装置公共联接点连接；所述的串联型AC/DC变流装置和并联型AC/DC变流装置的直流侧和同一条直流母线连接；所述的变流装置公共联接点可以连接三相负载或电源，或没有任何负载或电源；所述节点控制保护系统实时监控所述潮流控制节点内各装置的运行工况，与配网调控中心双向通信，通过发送节点状态信息，获得调度指令来控制所述潮流控制节点的运行；当潮流控制节点内部或电网系统发生故障时，该节点控制保护系统输出保护信号实现对节点中的装置以及和节点相连接的10kV配电线路的保护。

2.根据权利要求1所述的基于潮流控制节点的10kV主动配电网，其特征在于所述10kV配电线路是来自同一个上级变电站的同一条或不同10kV母线，或是来自不同上级变电站的

10kV母线。

3.根据权利要求1所述的基于潮流控制节点的10kV主动配电网，其特征在于所述串联型AC/DC变流装置包括一个电力电子开关器件组成的AC/DC变流器主电路、一个串联变压器、一个旁路开关和相应的控制保护电路；所述AC/DC变流器主电路的拓扑为三相两电平变流器、二极管箝位型多电平变流器、飞跨电容型多电平变流器或MMC型换流器；所述AC/DC变流器主电路采用全控电力电子器件，和/或半控电力电子开关器件；所述的旁路开关能够安装在10kV侧，也能够安装在串联变压器的低压侧；所述AC/DC变流器主电路的交流侧和串联变压器的低压侧相连接、AC/DC变流器主电路的直流侧连接到所述的直流母线；串联变压器的高压侧串联接入与其相对应的10kV配电线路；连接到潮流控制节点的所有10kV配电线路，其中至多有一条配电线路不经过串联型AC/DC变流装置而直接连接到所述的变流装置公共联接点。

4.根据权利要求1所述的基于潮流控制节点的10kV主动配电网，其特征在于所述并联型AC/DC变流装置包括一个电力电子开关器件组成的AC/DC变流器主电路、一个升压变压器和相应的控制保护电路；所述AC/DC变流器主电路的拓扑为三相两电平变流器、二极管箝位型多电平变流器、飞跨电容型多电平变流器或MMC型换流器；所述主电路采用全控电力电子器件，和/或半控电力电子开关器件；所述AC/DC变流器主电路的交流侧和所述的升压变压器的低压侧相连接、AC/DC变流器主电路的直流侧连接到所述的直流母线；所述的升压变压器的高压侧和所述的变流装置公共联接点连接。

5.根据权利要求1所述的基于潮流控制节点的10kV主动配电网，其特征在于每个所述串联型AC/DC换流装置和并联型AC/DC换流装置均设置与其对应的控制器，总的控制策略是：1）所述的节点控制保护系统根据电网调控中心的指令及10kV配电线路的运行工况和所有串联型AC/DC变流装置的控制器一起协同调节其相应10kV配电线路的潮流；其控制方法是通过改变串联型AC/DC变流装置注入10kV线路的电压幅值和相位来调节该10kV线路的潮流；2）所述的并联型AC/DC变流装置采用定直流电压控制方法来控制所述的直流母线的电压、并根据电网调控中心的指令控制其注入所述的变流装置公共联接点的无功功率。

6.根据权利要求1所述的基于潮流控制节点的10kV主动配电网及其控制方法，其特征在于所述节点控制保护系统：1）对潮流控制节点内的AC/DC换流器、串联变压器、并联变压器、变流装置旁路开关、节点进线开关的状态进行实时监测；对连接在所述变流装置公共联接点的负荷、电源出力进行实时采集；2）与配网调控中心的EMS或SCADA系统进行信息交互；

3）根据配网调控中心下发的潮流指令和检测到的负荷、电源出力经过计算后，发送相应的调节指令给每个AC/DC变流装置的控制器；4）当潮流控制节点内部或电网系统发生故障时，该控制保护系统输出保护信号给变流装置的旁路开关、节点进线开关实现对节点中的装置的保护。

7.一种潮流控制节点，其特征在于：包括一个以上串联型AC/DC变流装置、一个并联型AC/DC变流装置、一条直流母线、一个变流装置公共联接点和一个节点控制保护系统；所述的串联型AC/DC变流装置的进线端和对应的10kV配电线路的末端通过一个10kV进线开关相连接、串联型AC/DC变流装置的出线端和所述的变流装置公共联接点相连接、串联型AC/DC变流装置的直流端连接到所述的直流母线；所述的并联型AC/DC变流装置的交流端和所述的变流装置公共联接点相连接、并联型AC/DC变流装置的直流端连接到所述的直流母线；所述的变流装置公共联接点能够连接三相负载或电源，或没有任何负载或电源；所述节点控制保护系统实时监控所述潮流控制节点内各装置的运行情况，与配网调控中心双向通信，通过发送节点状态信息、获得调度指令及10kV配电线路的运行工况来控制所述潮流控制节点的运行。

8.一种如权利要求1所述配电网的控制方法，其特征在于：在正常情况下，潮流控制节点的控制策略是：所述的节点控制保护系统根据连接到该潮流控制节点的所有10kV配电线路的电气参数、实时运行工况以及配网调控中心下发的潮流目标值计算每个串联型AC/DC变流装置所需注入其对应的10kV配电线路的电压的幅值和相位，然后将这些电压幅值和相位指令发送给每个串联型AC/DC变流装置的控制器，实现对连接到该潮流控制节点的所有10kV配电线路潮流的实时控制；所述的并联型AC/DC变流装置根据直流母线电压的设定值控制所述的直流母线的电压；

当连接在该潮流控制节点的其中一条10kV配电线路的变电站的10kV母线失电时，所述的潮流控制节点的控制策略是：调节连接在该潮流控制节点上的其余10kV配电线路的潮流，使得它们能够在不超载的前提下向该10kV配电线路的负荷转供电；所述的并联型AC/DC变流装置根据直流母线电压的设定值控制所述的直流母线的电压。

说明书

基于潮流控制节点的10kV主动配电网及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及10kV配电网优化建设和运行领域，具体在10kV配电网中引入配网“潮流控制节点”，对10kV配电网潮流进行主动控制。

背景技术

[0002] 电力系统中的10kV配电网上承输电网络下接电力用户，在电力网络中承担输送和分配电能的重要作用。随着大量的电动汽车充电站和分布式光伏电源的接入，10kV配电网
的潮流的大小和方向变化加剧，经常有部分线路轻载、部分线路过载的情况，线路长期过载
运行会大大增加线损率，加速线路和设备的老化而引发故障。

[0003] 随着环境问题的日益突出和电池技术的提高，电动汽车的民众接受度越来越高,未来电动汽车必将沿着电池容量大、续航能力强，配套服务逐步完善的趋势发展。为了满足
电动汽车的快充需求，充电机和充电站的功率会越来越大，单套直流快充设备的最大功率
已经达到500kW。随着电动汽车数量的提高，未来电动汽车作为配电网的重要负荷，其充电
时间的随机性、充电时的大功率负载会对10kV配电网的建设和安全运行带来很大的挑战，
在极端情况下甚至会恶化10kV配网供电可靠性和安全性。

[0004] 近年来，分布式光伏发电发展快速。政府出台了各种政策来积极支持光伏并网项目，并着力推进分布式光伏发电，鼓励单位、社区和家庭安装和使用光伏发电系统。然而大
量分布式光伏发电并网后，由于其发电本身的特点，将对配电网的潮流、电压、保护、电能质
量、规划设计以及可靠性等带来诸多不确定因素和问题。

[0005] 目前解决10kV配电网上述问题的措施主要是在规划阶段准确负荷预测加强10kV配电线路建设、增加补偿装置、优化调度、以及实时网络重构等技术措施来应对负荷增长、
线路损耗大、末端电压低等问题。如：专利申请201410630097.4（一种含分布式光伏并网的
主动配电网规划方法）、专利申请201410662732.7（一种主动配电网优化配置结构及其配置
方法）、专利申请201310755765.1（配电网主动重构策略及其预防控制方法）、专利申请
201410643725.2（一种适用于主动配电网的多目标网络重构方法）等。上述技术措施存在一
系列问题，如：投资大、建设周期长、不能大幅度提高配电可靠性、缺乏潮流调节的灵活性。
最近的一个专利（功率交换节点及中压配电网主动潮流控制电网与控制方法
CN104934972A）较好地解决了上述的问题，但也存在其所提出的“功率交换节点”中的AC/DC
变流器的容量偏大，从而整个装置的体积和成本偏高的问题。

发明内容

[0006] 针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于潮流控制节点的10kV主动配电网及其控制方法的技术方案。

[0007] 所述的一种基于潮流控制节点的10kV主动配电网，其特征在于：在10kV配电网中配置多个潮流控制节点，潮流控制节点将两条及两条以上的10kV配电线路联接起来，并通
过潮流控制节点中的串联型AC/DC变流装置实现对所连接的10kV配电线路的潮流进行主动
的调节。

[0008] 所述的基于潮流控制节点的10kV主动配电网，其特征在于所述潮流控制节点包括至少一个或一个以上10kV配电线路串联型AC/DC变流装置、一个并联型AC/DC变流装置、一
条直流母线、一个变流装置公共联接点和一个节点控制保护系统。

[0009] 所述的基于潮流控制节点的10kV主动配电网，其特征在于所述10kV配电线路是来自同一个上级变电站的同一条或不同10kV母线，或是来自不同上级变电站的10kV母线。

[0010] 所述的基于潮流控制节点的10kV主动配电网，其特征在于每一条所述10kV配电线路的始端和与其对应的变电站的10kV母线连接、10kV配电线路的末端通过一个节点进线开
关和与其相对应的串联型AC/DC变流装置的进线端连接、串联型AC/DC变流装置的出线端和
所述的变流装置公共联接点连接；所述的并联型AC/DC变流装置的交流端也和变流装置公
共联接点连接；所述的串联型AC/DC变流装置和并联型AC/DC变流装置的直流侧和同一条直
流母线连接；所述的变流装置公共联接点可以连接三相负载或电源，或没有任何负载或电
源；所述节点控制保护系统实时监控所述潮流控制节点内各装置的运行工况，与配网调控
中心双向通信，通过发送节点状态信息，获得调度指令来控制所述潮流控制节点的运行；当
潮流控制节点内部或电网系统发生故障时，该节点控制保护系统输出保护信号实现对节点
中的装置以及和节点相连接的10kV配电线路的保护。

[0011] 所述的基于潮流控制节点的10kV主动配电网，其特征在于所述串联型AC/DC变流装置包括一个电力电子开关器件组成的AC/DC变流器主电路、一个串联变压器、一个旁路开
关和相应的控制保护电路；所述AC/DC变流器主电路的拓扑为三相两电平变流器、二极管箝
位型多电平变流器、飞跨电容型多电平变流器或MMC型换流器；所述AC/DC变流器主电路采
用全控电力电子器件，和/或半控电力电子开关器件；所述的旁路开关能够安装在10kV侧，
也能够安装在串联变压器的低压侧；所述AC/DC变流器主电路的交流侧和串联变压器的低
压侧相连接、AC/DC变流器主电路的直流侧连接到所述的直流母线；串联变压器的高压侧串
联接入与其相对应的10kV配电线路；连接到潮流控制节点的所有10kV配电线路，其中至多
有一条配电线路不经过串联型AC/DC变流装置而直接连接到所述的变流装置公共联接点。

[0012] 所述的基于潮流控制节点的10kV主动配电网，其特征在于所述并联型AC/DC变流装置包括一个电力电子开关器件组成的AC/DC变流器主电路、一个升压变压器和相应的控
制保护电路；所述AC/DC变流器主电路的拓扑为三相两电平变流器、二极管箝位型多电平变
流器、飞跨电容型多电平变流器或MMC型换流器；所述主电路采用全控电力电子器件，和/或
半控电力电子开关器件；所述AC/DC变流器主电路的交流侧和所述的升压变压器的低压侧
相连接、AC/DC变流器主电路的直流流侧连接到所述的直流母线；所述的升压变压器的高压
侧和所述的变流装置公共联接点连接。

[0013] 所述的基于潮流控制节点的10kV主动配电网，其特征在于每个所述串联型AC/DC换流装置和并联型AC/DC换流装置均设置与其对应的控制器，总的控制策略是：1）所述的节
点控制保护系统根据电网调控中心的指令及10kV配电线路的运行工况和所有串联型AC/DC
变流装置的控制器一起协同调节其相应10kV配电线路的潮流；其控制方法是通过改变串联
型AC/DC变流装置注入10kV线路的电压幅值和相位来调节该10kV线路的潮流；2）所述的并
联型AC/DC变流装置采用定直流电压控制方法来控制所述的直流母线的电压、并根据电网
调控中心的指令控制其注入所述的变流装置公共联接点的无功功率。

[0014] 所述的基于潮流控制节点的10kV主动配电网及其控制方法，其特征在于所述节点控制保护系统：1）对潮流控制节点内的AC/DC换流器、串联变压器、并联变压器、变流装置旁
路开关、节点进线开关的状态进行实时监测；对连接在所述变流装置公共联接点的负荷、电
源出力进行实时采集；2）与配网调控中心的EMS或SCADA系统进行信息交互；3）根据配网调
控中心下发的潮流指令和检测到的负荷、电源出力经过计算后，发送相应的调节指令给每
个AC/DC变流装置的控制器；4）当潮流控制节点内部或电网系统发生故障时，该控制保护系
统输出保护信号给变流装置的旁路开关、节点进线开关实现对节点中的装置的保护。

[0015] 所述的一种潮流控制节点，其特征在于：包括一个或一个以上串联型AC/DC变流装置、一个并联型AC/DC变流装置、一条直流母线、一个变流装置公共联接点和一个节点控制
保护系统；所述的串联型AC/DC变流装置的进线端和对应的10kV配电线路的末端通过一个
10kV进线开关相连接、串联型AC/DC变流装置的出线端和所述的变流装置公共联接点相连
接、串联型AC/DC变流装置的直流端连接到所述的直流母线；所述的并联型AC/DC变流装置
的交流端和所述的变流装置公共联接点相连接、并联型AC/DC变流装置的直流端连接到所
述的直流母线；所述的变流装置公共联接点能够连接三相负载或电源，或没有任何负载或
电源；所述节点控制保护系统实时监控所述潮流控制节点内各装置的运行情况，与配网调
控中心双向通信，通过发送节点状态信息、获得调度指令及10kV配电线路的运行工况来控
制所述潮流控制节点的运行。

[0016] 所述配电网的控制方法，其特征在于：

[0017] 在正常情况下，潮流控制节点的控制策略是：所述的节点控制保护系统根据连接到该潮流控制节点的所有10kV配电线路的电气参数、实时运行工况以及配网调控中心下发
的潮流目标值计算每个串联型AC/DC变流装置所需注入其对应的10kV配电线路的电压的幅
值和相位，然后将这些电压幅值和相位指令发送给每个串联型AC/DC变流装置的控制器，实
现对连接到该潮流控制节点的所有10kV配电线路潮流的实时控制；所述的并联型AC/DC变
流装置根据直流母线电压的设定值控制所述的直流母线的电压；

[0018] 当连接在该潮流控制节点的其中一条10kV配电线路的变电站的10kV母线失电时，所述的潮流控制节点的控制策略是：调节连接在该潮流控制节点上的其余10kV配电线路的
潮流，使得它们能够在不超载的前提下向该10kV配电线路的负荷转供电；所述的并联型AC/
DC变流装置根据直流母线电压的设定值控制所述的直流母线的电压。

[0019] 本发明的有益效果在于：

[0020] 1)本发明所提出的潮流控制节点能够连续平滑控制各条所连接到该潮流控制节点的10kV配电线路的潮流，增加设备利用率，延长设备使用寿命，提高供电可靠性。其基本
工作原理是通过调节串联型AC/DC变流装置注入10kV配电线路的电压来调节配电线路的电
流，从而调节潮流。

[0021] 2)由于配电线路的电流可以随意调节（通过调节串联型AC/DC变流装置的注入电压），因此能够做到均衡各条连接线路的负荷，将重载线路上的一部分负载转移到轻载线路
上，提高配电网线路资源的利用率，降低10kV配电网的建设投入，降低配电网络的降损。

[0022] 3）和专利CN104934972A中的AC/DC变流装置容量（专利CN104934972A中AC/DC变流装置的容量等于配电线路的供电容量）相比，本发明中的串联型AC/DC变流装置的容量非常
小。这是由于绝大多数10kV配电线路长度比较短、阻抗比较小、所述的串联型AC/DC变流装
置只要注入较低的电压就可以大幅度的改变配电线路的潮流，所以串联型AC/DC变流装置
的容量可以配置得很小。

附图说明

[0023] 图1为含潮流控制节点的中压配电网络局部示意图；

[0024] 图2为潮流控制节点的内部结构示意图；

[0025] 图3为本发明实施例的示意图。

具体实施方式

[0026] 下面结合说明书附图对本发明作进一步说明：

[0027] 如图1所示，在10kV配电网中配置若干个潮流控制节点，“潮流控制节点”将10kV配电网中两条或者多条10kV配电线路连接起来，并通过潮流控制节点中的串联型AC/DC变流
装置实现对所连接的10kV配电线路的潮流进行主动的调节。10kV配电线路，是来自同一个
上级变电站的同一条或不同10kV母线，或是来自不同上级变电站的10kV母线。

[0028] 潮流控制节点包括至少一个或一个以上10kV配电线路串联型AC/DC变流装置、一个并联型AC/DC变流装置、一条直流母线、一个变流装置公共联接点和一个节点控制保护系
统。

[0029] 每一条10kV配电线路的始端和与其对应的变电站的10kV母线连接、10kV配电线路的末端通过一个节点进线开关和与其相对应的串联型AC/DC变流装置的进线端连接、串联
型AC/DC变流装置的出线端和所述的变流装置公共联接点连接；并联型AC/DC变流装置的交
流端也和变流装置公共联接点连接；串联型AC/DC变流装置和并联型AC/DC变流装置的直流
侧和同一条直流母线连接；变流装置公共联接点可以连接三相负载或电源，或没有任何负
载或电源；节点控制保护系统实时监控所述潮流控制节点内各装置的运行工况，与配网调
控中心双向通信，通过发送节点状态信息，获得调度指令来控制所述潮流控制节点的运行；
当潮流控制节点内部或电网系统发生故障时，该节点控制保护系统输出保护信号实现对节
点中的装置以及和节点相连接的10kV配电线路的保护。

[0030] 串联型AC/DC变流装置包括一个电力电子开关器件组成的AC/DC变流器主电路、一个串联变压器、一个旁路开关和相应的控制保护电路；AC/DC变流器主电路的拓扑为三相两
电平变流器、二极管箝位型多电平变流器、飞跨电容型多电平变流器或MMC型换流器；AC/DC
变流器主电路采用全控电力电子器件，和/或半控电力电子开关器件；旁路开关能够安装在
10kV侧，也能够安装在串联变压器的低压侧； AC/DC变流器主电路的交流侧和串联变压器
的低压侧相连接、AC/DC变流器主电路的直流侧连接到所述的直流母线；串联变压器的高压
侧串联接入与其相对应的10kV配电线路；连接到潮流控制节点的所有10kV配电线路，其中
至多有一条配电线路不经过串联型AC/DC变流装置而直接连接到所述的变流装置公共联接
点。

[0031] 并联型AC/DC变流装置包括一个电力电子开关器件组成的AC/DC变流器主电路、一个升压变压器和相应的控制保护电路； AC/DC变流器主电路的拓扑为三相两电平变流器、
二极管箝位型多电平变流器、飞跨电容型多电平变流器或MMC型换流器；主电路采用全控电
力电子器件，和/或半控电力电子开关器件；AC/DC变流器主电路的交流侧和所述的升压变
压器的低压侧相连接、AC/DC变流器主电路的直流流侧连接到所述的直流母线；升压变压器
的高压侧和所述的变流装置公共联接点连接。

[0032] 每个所述串联型AC/DC换流装置和并联型AC/DC换流装置均设置与其对应的控制器，总的控制策略是：1）所述的节点控制保护系统根据电网调控中心的指令及10kV配电线
路的运行工况和所有串联型AC/DC变流装置的控制器一起协同调节其相应10kV配电线路的
潮流；其控制方法是通过改变串联型AC/DC换流装置注入10kV线路的电压幅值和相位来调
节该10kV线路的潮流；2）所述的并联型AC/DC变流装置采用定直流电压控制方法来控制所
述的直流母线的电压、并根据电网调控中心的指令控制其注入所述的变流装置公共联接点
的无功功率。

[0033] 节点控制保护系统：1）对潮流控制节点内的AC/DC换流器、串联变压器、并联变压器、变流装置旁路开关、节点进线开关的状态进行实时监测；对连接在所述变流装置公共联
接点的负荷、电源出力进行实时采集；2）与配网调控中心的EMS或SCADA系统进行信息交互；
3）根据配网调控中心下发的潮流指令和检测到的负荷、电源出力经过计算后，发送相应的
调节指令给每个AC/DC变流装置的控制器；4）当潮流控制节点内部或电网系统发生故障时，
该控制保护系统输出保护信号给变流装置的旁路开关、节点进线开关实现对节点中的装置
的保护。

[0034] 一种潮流控制节点，包括一个或一个以上串联型AC/DC变流装置、一个并联型AC/DC变流装置、一条直流母线、一个变流装置公共联接点和一个节点控制保护系统；串联型
AC/DC变流装置的进线端和对应的10kV配电线路的末端通过一个10kV进线开关相连接、串
联型AC/DC变流装置的出线端和所述的变流装置公共联接点相连接、串联型AC/DC变流装置
的直流端连接到所述的直流母线；并联型AC/DC变流装置的交流端和所述的变流装置公共
联接点相连接、并联型AC/DC变流装置的直流端连接到所述的直流母线；变流装置公共联接
点能够连接三相负载或电源，或没有任何负载或电源；节点控制保护系统实时监控潮流控
制节点内各装置的运行情况，与配网调控中心双向通信，通过发送节点状态信息、获得调度
指令及10kV配电线路的运行工况来控制所述潮流控制节点的运行。

[0035] 一种基于潮流控制节点的10kV主动配电网的控制方法，在正常情况下，潮流控制节点的控制策略是：所述的节点控制保护系统根据连接到该潮流控制节点的所有10kV配电
线路的电气参数、实时运行工况以及配网调控中心下发的潮流目标值计算每个串联型AC/
DC变流装置所需注入其对应的10kV配电线路的电压的幅值和相位，然后将这些电压幅值和
相位指令发送给每个串联型AC/DC变流装置的控制器，实现对连接到该潮流控制节点的所
有10kV配电线路潮流的实时控制；所述的并联型AC/DC变流装置根据直流母线电压的设定
值控制所述的直流母线的电压；当连接在该潮流控制节点的其中一条10kV配电线路的变电
站的10kV母线失电时，所述的潮流控制节点的控制策略是：调节连接在该潮流控制节点上
的其余10kV配电线路的潮流，使得它们能够在不超载的前提下向该10kV配电线路的负荷转
供电；所述的并联型AC/DC变流装置根据直流母线电压的设定值控制所述的直流母线的电
压。

[0036] 本发明的工作原理是：潮流控制节点将两条或者多条10kV配电线路联接起来，通过对潮流控制节点中的串联型AC/DC变流装置的输出电压幅值和相位的控制，调节各线路
的潮流，实现对各条10kV配电线路潮流的主动控制。潮流控制节点内的控制保护系统通过
快速通信接受调度中心的指令，合理调节各条10kV配电线路的潮流。潮流控制节点内的变
流装置公共联接点可以连接大型负载，在应对电动汽车快速充电站、大型数据中心等大型
的新兴负荷时，可以采用多回10kV压配电线路同时供电方式、并实现各条线路负荷均衡分
配。在应对较大容量（1‑10MW）的分布式光伏电站的电能输出和消纳时，可以在电站所在地
配置一个潮流控制节点将所发的光伏电能输送到和该潮流控制节点连接的10kV配电线路
上，被这些线路上的负载直接消纳掉。在10kV配电网中配置若干个潮流控制节点，由配电网
调控中心对网络内所有的潮流控制节点统筹控制，向各个潮流控制节点的控制保护系统发
出调度指令，实现10kV配电网的整体多目标的优化运行。

[0037] 如图2所示，在“潮流控制节点”内包括两个或以上串联型AC/DC变流装置，一个并联型AC/DC变流装置，一条直流母线，一个变流装置公共联接点，一个节点控制保护系统。串
联型AC/DC变流装置的进线端通过进线开关和对应的10kV配电线路的末端相连接、其出线
端和所述的变流装置公共联接点相连接、其直流端连接到所述的直流母线；并联型AC/DC变
流装置的交流端和变流装置公共联接点相连接、直流端连接到所述的直流母线。变流装置
公共联接点可以连接三相负载或电源，或没有任何负载或电源；节点控制保护系统实时监
控潮流控制节点内各装置的运行情况，与配网调控中心双向通信，通过发送节点状态信息、
获得调度指令来控制所述潮流控制节点的运行。潮流控制节点的控制策略是：所有串联型
AC/DC换流装置根据电网调度控制系统的指令控制其相应10kV配电线路的有功和无功潮
流；并联型AC/DC变流装置控制所述的直流母线的电压、和根据电网调度控制系统的指令控
制其注入所述的变流装置公共联接点的无功功率。节点控制保护系统可以实时监控所述潮
流控制节点内各线路的潮流情况，与配网调控中心双向通信，通过发送节点状态信息、获得
调度指令来控制所述潮流控制节点的运行。由配电网调控中心对网络内所有的 “潮流控制
节点”统筹控制，向各个潮流控制节点的监控系统发出调度指令，实现10kV配电网的整体多
目标的优化运行。
实施例

[0038] 一个潮流控制节点连接着两回参数相同的10kV配电线路。配电线路的参数为：2
10kV三芯交联铠装电缆，铝芯，截面积240mm ；R=0.162欧姆/km；X=0.0881欧姆/km。线路长
度均为5km。该系统的单相等效电路如图3所示。图3中，U1和U2分别为配电线路1和配电线路
2的出线变电站的10kV母线的相电压；R1,X1和R2, X2分别为配电线路1和配电线路2的电阻
和电抗值；根据上述参数可知：R1=R2=0.162x5=0.81欧姆；X1=X2=0.881x5=0.4405欧姆；则
其阻抗为： 欧姆；U1串和U2串分别为对应于配电
线路1和配电线路2的串联型AC/DC变流装置的注入电压，这两个电压的大小和相位任意可
调, I为流过配电线路1和配电线路2的电流。

[0039] 我们知道变电站的母线电压都被控制在其额定电压附近，且他们的相位也非常接近，即：U1=U2=U=10kV/1.732=5.77kV。则从图3可知:

[0040] I=(U1‑U2+U1串‑ U2串)/(2Z) =(U1串‑ U2串)/(2Z)= U串/Z; 式中，U串= U1串= ‑ U2串； 从这个式子可以看出：只要调节串联型AC/DC变流装置的注入电压就可以调节电流I，从而也
就可以控制配电线路1和配电线路2的潮流。如果希望调节配电线路1和配电线路2的电流到
2
满载电流（截面积为240mm的铝芯电缆的满载电流约为：435A），则这两个串联型AC/DC变流
装置的注入电压：

[0041] U串=IZ=435*0.992=432V=0.432kV。这两个串联型AC/DC变流装置的容量为：

[0042] S串=3U串*I=3x0.432x435=563kVA。而此时两条10kV配电线路的输送容量为：

[0043] S=3UI=3x5.77x435=7530kVA。可见串联型AC/DC变流装置的容量只有10kV配电线路的输送容量的7.5%(563/7530=0.075)。

[0044] 由此实施例可知，通过调节串联型AC/DC变流装置注入10kV配电线路的电压来调节配电线路的电流，从而调节潮流。和专利CN104934972A中的AC/DC变流装置容量（专利
CN104934972A中AC/DC变流装置的容量等于配电线路的供电容量）相比，本发明中的串联型
AC/DC变流装置的容量非常小。这是由于绝大多数10kV配电线路长度比较短、阻抗比较小、
所述的串联型AC/DC变流装置只要注入较低的电压就可以大幅度的改变配电线路的潮流，
所以串联型AC/DC变流装置的容量可以配置得很小。