含DERs的低压多源并供点状网络经济运行策略

低压多源并供点状网络(Spot network)具有极高的供电可靠性,且有利于分布式电源(DERs)就地消纳,是低压配电系统的重要发展方向。但目前对含DERs低压多源并供点状网络优化运行策略的研究较少。本文考虑光伏发电、燃料电池、微型燃气轮机等DERs出力特性,以总体成本最低为目标、以功率平衡为约束,建立了适用于并网与孤网运行模式下的含DERs低压多源并供点状网络经济运行模型。通过加权方式将多目标优化转变为单目标优化问题,且分析了权重系数对优化结果的影响。案例分析结果证明了该方法的有效性。     

含储能双母线直流微电网电压和功率协调控制

双母线直流(direct current, DC)微电网采用传统的下垂控制时,存在电压控制性能与功率分配精度的局限性。为此,提出一种考虑储能荷电状态(state of charge, SOC)均衡的电压和功率协调控制策略。首先,对于高压或低压侧母线电压稳定和功率分配问题,在电压/电流双环控制策略的基础上,采用基于SOC幂指数的自适应系数动态改变功率分配比例,对电压和功率进行精确控制。其次,针对双直流母线由于功率不平衡造成的电压偏移问题,根据双侧直流母线电压差以及高/低侧的工作模式,制定高/低压母线之间DC/DC变换器的控制策略,保证高/低压侧功率平衡和电压稳定。最后,利用Matlab/Simulink软件建立不同工况下双母线直流微电网模型,并进行仿真验证。仿真结果表明,所提出的控制策略可改善功率分配和电压控制精度,使各储能SOC趋于一致,同时实现高/低压直流母线之间功率相互支撑。     

基于环流注入控制的MMC型固态变压器低压直流真双极运行方案

多端口固态变压器(solid state transformer,SST)是多电压等级交直流混合配电网的核心设备。模块化多电平(modular multilevel converter,MMC)型SST可构建中压交流、中压直流和低压直流等端口,其中压直流端口可接入中压直流配电网及构成多区域交流配电网的柔性互联,从而提升区域网络间功率灵活调节能力。对于低压侧,具有不平衡运行能力的真双极直流母线能够满足低压用户对多电压等级、供电可靠及用电安全等需求,而常规的MMC-SST仅能提供单极或伪双极低压直流端口。因此,文中提出一种真双极型MMC-SST拓扑及基于主动环流注入的桥臂电压平衡优化运行方案,该结构同时具备中压交流、中压直流及低压真双极直流等端口。文中的主要工作包括:简述真双极型MMC-SST连接方式,并基于能量平衡原理,探索低压真双极运行工作机理;建立基于环流的动态模型,揭示双极不平衡功率、桥臂电容电压及环流之间的耦合关系;基于环流注入的稳态模型,获得基于主动环流注入的桥臂电压平衡运行方法,并优化注入环流的幅值和相位;提出基于环流主动注入的桥臂电容电压平衡控制策略。最后,搭建2MVA的MMC-SST仿真模型及4.8kVA的MMC-SST实验样机,验证所提拓扑及控制的可行性和有效性。     

固态开关的多路输出高压隔离供能电源研究

研究了一种应用于直流断路器中固态开关的多路输出高压隔离供能电源,采用LCL-T谐振网络获得高频恒流源,以高压线缆作为电流母线并起到隔离高电压的作用,通过磁环从电流母线拾取功率并实现多路输出.首先,介绍了该电源的架构及特点,对组成模块做了详细分析.其次,重点分析了全桥逆变型LCL-T谐振网络工作原理和输出特性,对电源拓扑结构的品质因数进行优化分析,并结合LCL-T谐振网络作为恒流源和电流母线的思想,给出了整机设计准则.最后,试制了具备12路输出、每路额定输出功率5 W的样机,并且实验结果表明,该供能电源具有结构简单、扩展性良好、零电压导通(ZVS)、母线电流的总谐波畸变率低、能够输出稳定的直流电压等优点,可以满足各类固态开关器件的驱动要求.     

低压微毫网概率潮流计算

低压微电网能大量分散地接纳光伏、风电等随机性分布式电源,且系统运行时三相不对称性较大,电源出力和负荷随机性较强。针对低压微电网以上特点提出了一种适用于低压微电网的概率潮流计算疗法。该方法首先建立了网络和元件分相模型,针对时变的具有随机波动特性的微电源出力和负荷建立了时间序列慨率模型,采用基于不动点迭代的分相潮流计算方法,通过蒙特卡罗计算微电网概率潮流,实现了存在非全相运行的低压微电网概率潮流计算。对IEEE123节点测试馈线算例进行仿真,结果表明所提方法是一种能够较好解决低压微电网潮流小对称、非全相运行、节点功率小恒定等问题的有效疗法。     

含电压源型换流器直流电网的交直流网络潮流交替迭代方法

随着电压源型换流器(VSC)及基于VSC的并联型直流电网的不断发展,未来电网会形成含VSC的多直流母线、多直流联络线和多直流负荷的交直流网络。文中分析了VSC的稳态模型及其控制方式,详细推导了含VSC直流电网的交直流网络稳态潮流模型,研究了不同控制方式直流电网的潮流求解方法。在此基础上提出了一种通用交直流网络潮流交替迭代方法,该算法根据VSC换流站的不同控制方式在交流侧和直流侧解耦等效,先进行直流电网潮流迭代,后进行交流电网潮流迭代,二者交替计算直至直流电网、换流站和交流电网全部收敛。算法适用于不同的直流电网控制方式且考虑了直流变量约束条件和运行方式的合理调整。最后在改进的IEEE 57节点交直流电网上,验证了所提出的交替迭代方法的有效性和准确性。     

分布式电源与电网并联运行逆变系统的设计

在分布式发电装置与电网并联运行模式下,通过分析逆变型分布式电源的"负荷"特性,提出基于功率电流双环控制策略的逆变系统。通过合理选取功率控制环、电流控制环、软件锁相环的PI控制器参数,可以使得分布式发电并网逆变装置具有良好的稳态及动态性能。Matlab仿真模型表明,该控制系统能较好地维持逆变型分布式电源恒功率电压源的拟负荷外特性,控制灵活,反应迅速。     

多电压等级不平衡主动配电网电压无功自适应多目标协调优化

高间歇性DG持续大量接入给传统配电网电压无功控制带来严峻挑战。利用新兴DG与传统设备(如电容器、OLTC等)进行电压无功协调控制显得尤为重要。然而,现有协调控制研究多采用负荷与出力的日前预测,并基于平衡网络模型和单一电压等级假设,导致其控制结果不合理或不可行。为应对上述技术挑战,基于主动配电网双向信息通信并采用自适应动态权重策略,提出一种含中压(三相三线)和低压(三相四线)的多电压等级不平衡主动配电网电压无功自适应协调优化控制策略。通过中压侧传统三角形开关电容器与低压侧新兴分布式光伏逆变器的协调控制,实现网损、电压幅值、不平衡度、电容器动作成本及光伏逆变器出力成本的综合运行优化。为有效求解上述配网最优潮流问题,采用改进直接法潮流和粒子群算法进行联合求解。最后,基于某澳大利亚真实配电网开展24 h多场景仿真,以验证所提电压无功控制的可行性、有效性及优越性。     

统一潮流调节器实验装置的研究

描述了确定统一潮流装置(UPFC)参数的详细方法和步骤,按UPFC的功率模型确定了串联侧注入输电线路的电压幅值和相角、流过串联变换器的电流、并联侧变换器向系统注入的电流、串并联侧交换的有功功率、UPFC串联侧出口电压和并联侧接入母线电压的运行约束值.一套15kVA用于动模系统试验装置的基于EMTDC的仿真结果证明了在满足运行约束条件下,UPFC能快速有效的改善系统的电压和潮流.     

含多类型分布式电源的主动配电网三相动态潮流算法

随着高比例、多类型的分布式电源(Distributed Generations,DG)大量接入,对配电网的运行方式和潮流计算方法提出了新的要求。传统配电网潮流计算方法已不适用于主动配电网运行特点,为解决此问题,提出一种基于序分量的主动配电网三相动态潮流算法。建立电力电子逆变器的三相序分量的稳态潮流模型,并在潮流计算中引入功率缺额分担系数,使不同控制策略的DG参与分担系统的功率缺额,同时给出DG出力越限后的处理方法。通过对蒙西某地区配电网和IEEE33节点配电系统进行仿真,结果表明DG参与分担系统功率缺额后,可以降低网络损耗、提升系统电压水平。从而表明动态潮流算法能够有效处理主动配电网中各类DG共同分担功率缺额的运行方式,更好地模拟主动配电网实际运行情况。     

基于统一潮流控制器（UPFC）的电力系统稳态潮流控制的模型和算法

本文在分析统一潮流控制器（ＵＰＦＣ）的基础上，导出了ＵＰＦＣ的潮流控制模型，提出了易于同常规ＰＱ分解潮流计算相结合的算法。算例表明，该方法能有效地用于分析ＵＰＦＣ对潮流控制作用，且具有较好的收敛性     

计及电压与无功功率的直流潮流算法

直流潮流算法在电力系统中应用广泛,但目前的直流潮流算法大多无法准确计算节点电压幅值和支路无功潮流。因此,文中基于经典直流潮流算法,考虑无功功率方程,提出了一种计及电压与无功功率的直流潮流算法,可在保留直流潮流算法线性与快速性的前提下,实现节点电压幅值与无功潮流的近似求解。对IEEE 118节点系统、Polish 3012节点系统和国内实际大系统的仿真验证表明,所提出的改进直流潮算法能够精确、快速地求解系统中的节点电压幅值与无功潮流。     

含平衡机约束条件的区间直流潮流模型与方法

传统区间潮流研究未考虑一些实际的物理限制,如平衡机出力约束、发电准稳态调整等,使得区间结果过于保守。为解决此问题,文中分别建立了含平衡机约束和准稳态调整约束的区间直流潮流模型,并采用优化的方法进行求解。所提出的模型能够扩展到含其他约束的区间直流潮流模型,具有一定通用性。采用9节点和IEEE 118节点系统对所建立的模型进行详细仿真分析,结果证明了方法的有效性,克服了传统无约束区间直流潮流的保守性。     

柔性交流输电技术的发展及其应用

根据世界上柔性交流输电技术的发展和应用现状，对其特点和功能进行了详细的论述和分类，从多方面叙述了它的先进性、可用性和重要意义，最后介绍了该项技术在世界上的应用情况。     

考虑直流潮流控制器的直流电网分析方法

提出了一种含有直流潮流控制器的直流电网分析方法,考虑了直流潮流控制器以及换流站的控制对直流潮流的影响。通过理论计算,分析了直流潮流控制器对潮流控制的灵敏性,研究了其对直流电网潮流布局产生的影响。利用PSCAD/EM TDC仿真软件搭建了CIGRE B4-58直流测试系统,证明了所提分析方法的正确性。     

电力系统不对称谐波潮流的一种实用计算方法

提出了一种电力系统不对称谐波（基波）潮流的分立迭代算法,该方法实现了基波潮流与谐波潮流的解耦。不对称基波潮流计算采用三相P-Q分解法,而不对称谐波潮流计算则采用解线性三相节点方程的方法。通过对某一实际电网的计算表明,这种不对称谐波（基波）潮流计算方法计算速度快、占用内存少、收敛可靠,可用于大规模系统谐波潮流的计算。     

潮流计算收敛性问题研究综述

阐述了研究电力系统潮流不收敛问题的重要意义,分析了潮流计算不收敛的两种可能性:潮流病态和潮流无解,然后分别从这两个方面进行了综述。文中通过对已有研究方法的比较,总结了其中的不足,并提出几点建议完善潮流计算不收敛问题的研究,最后指出了以后的研究重点。     

电力系统潮流解算中广义潮流控制器（GPFC）的统一分析

在对串联补偿、并联补偿、移相调节和统一潮流控制进行深入分析的基础上 ，通过广义潮流控制器(Generalized Power Flow Controller,简称GPFC） 的概念分析了上列这些潮流控制方式的统一处理方法。该方法很容易与常规 算法相结合，并能在程序中以统一的数据格式计及多个各种潮流控制方式的 作用。实例分析表明，本文方法具有作用方便和灵活的特点，可以为更好地 分析各种潮流控制方式对电力系统的影响提供有效的工具。     

配电网区间线性三相潮流的非迭代仿射求逆计算方法

现有配电网区间潮流计算大多是以迭代法为基础扩展得到的,需要进行多次区间迭代以获取收敛的潮流解,因而存在收敛性和计算效率低下问题。为此,文中将线性三相潮流算法与仿射求逆方法相结合,提出了一种配电网区间线性三相潮流的非迭代仿射求逆计算方法。所提方法采用仿射数描述区间变量间的相关性,将潮流方程转化为仿射线性潮流方程,并引入仿射矩阵求逆方法对其进行求解。该方法无须迭代,不存在收敛性问题。最后采用多个三相不平衡系统作为算例,通过与其他3种方法的分析比较,验证了所提算法的性能。结果表明,所提算法兼具高效性和低保守性优点,且性能稳定。     

A power flow tracing method focused on reactive power and SC

“Tracing the power flow of electricity” is a concept that has become the focus of attention recently, as the deregulation or the liberalization of the electric power market proceeds. Although a number of methods, such as “tracing method by power flow contribution,” have already been published, reactive power contribution has been little studied to date. However, applying “tracing the power flow of electricity” to ancillary service, for example compensation of reactive power, is very important. In this paper, we focus on line flows and static capacitors in particular, and study how to deal with the problem. We perform a computer simulation using a simple system and show the tracing results. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 156(1): 33–43, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/ eej.20118