VSC抑制含电池储能直流配电系统振荡的阻尼控制及参数计算方法

双向DC-DC变换器运行于Buck模式所产生的负阻尼效应是诱导直流配电系统发生振荡失稳的主要原因之一。针对VSC与双向DC-DC变换器所构成的直流配电系统振荡失稳问题，基于构建的状态空间理论分析模型，研究了稳态运行点、主电路参数以及控制系统参数对直流配电系统失稳特性的影响，揭示了振荡失稳发生的本质机理。其次，通过实时调整注入直流配电系统的瞬时有功功率，提出了在VSC电流内环反馈直流电流的有源阻尼控制策略。再次，以低频段阻抗幅值无交点、中频段幅值交点的相位差限制在180°范围内为约束条件，对有源阻尼控制器参数的选择范围进行了解析计算，分析了影响参数选择的主要因素。最后，以稳定性最严重的工况为例，在参数解析计算范围内，选择了矩形方框的4个点参数进行电磁暂态仿真验证，结果验证了方法的正确性和有效性。     

多端柔性直流配电系统主从控制模式下的稳定性与优化控制

多端柔性直流配电系统是配电系统的一个重要发展趋势,其可有效提升城市配电系统的电能质量、可靠性与运行效率。主要研究了主从控制模式下多端柔性直流配电系统运行时的稳定性问题。建立了基于动态导纳的小扰动稳定分析模型,研究了直流负荷、直流线路参数和多端互联等影响因素变化时系统出现的不稳定现象,提出了基于带通滤波的前馈补偿定直流电压控制方法,并对补偿前、后的系统稳定性进行了分析比较,通过改进的IEEE 33节点配电系统进行时域仿真测试,仿真结果表明了所提方法能够有效地提高系统阻尼与稳定性。     

配电自动化终端直流回路的改造

某配电自动化终端直流回路独立于开闭所直流装置,由于现场运行方式改变而备用蓄电池组无法提供电源,导致配电自动化终端直流失电.将配电自动化终端直流回路改造并入开闭所直流系统后,没有再发生配电自动化终端直流失电导致遥控失败的情况,保障了运行的安全可靠.     

楼宇低压直流配电系统示范应用

为对楼宇低压直流配电系统的实用性和运行特性进行验证,作为楼宇直流配电示范项目,南京国臣直流配电科技有限公司在办公楼内构建了低压直流配电系统。系统采用了一体化直流配电单元,集成了包括主动式保护、微机保护在内的完整直流保护功能,配置了光伏和储能单元,与现存的交流网络一起运行,设计了运行管理系统以进行系统控制和状态监测。通过合理的控制策略,可以在多种情况下为办公楼内的直流冰箱、直流空调、空气净化器、LED灯、投影仪等多种直流负荷有效供电。文章详细描述了楼宇内低压直流配电网设计。运行结果表明,楼宇低压直流配电系统运行状况良好,在充分利用太阳能的同时,有效提升了楼宇的供电可靠性和用电效率,具有实际的推广应用价值。     

GB/T 35727—2017《中低压直流配电电压导则》解读

随着直流变流技术的发展,以及直流配电应用需求的增加,直流配电系统得到了广泛的重视与发展。中国国家标准GB/T 35727—2017《中低压直流配电电压导则》的制定,明确了直流配电的电压等级这一供电模式的核心要素,对直流配电的发展具有重要意义。介绍了标准制定的背景,对中压直流标称电压、低压直流标称电压、允许电压偏差范围等参数的选择依据进行了分析说明。提出以负荷距为指标的直流配电系统供电模式分析方法,将电压等级、允许偏差、线路参数、输送容量等进行联动,为直流配电系统供电模式的分析设计提供支持。     

基于DDC的直流微电网接入技术研究

以直流配电中心为核心构建的柔性互联配电网,有效解决了电磁环网问题,真正意义上实现了多回馈线闭环运行,文中基于直流配电中心重点研究了以直流电力电子变压器为核心的直流微网接入技术。首先对直流电力电子变压器的基本结构和工作原理进行了分析和介绍,并设计了相应的控制策略;然后对含有光伏、直流负载的简单直流微网及相关模型进行介绍;最后利用PSCAD/MTDC搭建了四端交直流柔性互联配电系统,并通过直流电力电子变压器接入了光伏和直流负载单元,验证通过直流电力电子变压器实现直流微网与直流配电中心互联的技术可行性。结果证明直流配电中心系统能够稳定运行,直流变压器能够满足直流微网接入的技术需求;在稳态及受到扰动时,系统能够维持稳定运行,直流负荷供电不受影响。     

直驱风力发电系统接入直流配电系统的小扰动稳定分析

近年来,随着直流技术的飞速发展以及风电接入电网的容量不断增加,风力发电系统接入直流配电系统成为消纳新能源发电的一种有效模式。文中构建了包含直驱风力发电系统的直流配电系统小扰动稳定模型,通过特征值和模态分析的方法获取了关键设备之间的振荡关系,重点分析了同步电机参数、锁相环控制参数以及DC/DC换流器控制参数对相关的系统运行模式的影响,以及风机侧与并网侧换流器之间的相互动态作用,其结果有助于直流配电系统多时间尺度振荡的分析。     

城市直流配电工程拓扑结构的研究

本文简要介绍了城市直流配电系统的优势和特点,介绍了国内外研究的两端"点对点"柔性直流配电系统、辐射形直流配电网、"手拉手"直流配电网、珠海三端柔性直流配电网等几种城市直流配电系统拓扑结构。在总结以上直流配电系统拓扑结构优缺点的基础上,研究设计了一种多端、中低压、交直流混合、接入多种分布式能源的城市直流配电系统拓扑结构,并应用于贵州城市直流配电示范工程。对该拓扑结构的特点、电压等级、运行方式、效能和可扩展性进行了介绍,指出该拓扑结构对于研究直流配电系统分布式能源的就地消纳,交直流配电的能效对比、运行方式的灵活性方面具有显著优势。通过自主研发的智能配电网半实物仿真平台,实现任意柔性互联交直流配电网的模拟,解决了现在直流配电网作为示范工程应用研究重复建设问题。     

基于物联网技术的智慧楼宇直流配电智能监控方法

直流配电监控可为智慧楼宇直流配电装置的稳定运行提供依据。为提高智慧楼宇直流配电的监控精度,提出一种基于物联网技术的智慧楼宇直流配电智能监控方法。根据智慧楼宇直流配电电流的变化率,计算出直流配电装置之间产生的短暂电压值,再利用智慧楼宇直流配电的直流电压,计算出智慧楼宇中直流配电装置的最大直流电流,结合变换处理,提取出智慧楼宇中直流配电的特征。利用信息传感设备,将电容与智慧楼宇直流配电装置相连接,建立电容电流和占空比之间的关系表达式,通过直流配电装置的传递函数与闭环传递函数的融合处理,设计智慧楼宇直流配电监控算法。实验结果表明,引入物联网技术后,可监控智慧楼宇直流配电的电流,并将监控精度控制在90%以上。     

特约主编寄语

正当前,光伏等直流型分布式电源快速发展,电动汽车充电桩、数据中心等直流型负荷日益增多,使得配电系统中"源荷"的直流特性日趋明显。由于直流配电系统能有效减少变流环节、提高对分布式电源的接纳能力和能源利用效率,在国内外引起广泛关注。未来直流配电系统的高效可靠运行与推广应用,对系统规划、运行、控制与保护等技术,以及直流相关设备的研发等诸方面都提出了新要求和新挑战。《电力系统自动化》针对这一研究热点策划了"直流配电系统关键技术"专辑,旨在剖析直流配电系统在分     

直流配电网络架构与关键技术

在分析直流配电技术发展趋势的基础上,凝练了直流配电技术的主要应用场景,介绍了直流配电网络的典型网架结构及可能的接入方式,并从规划技术、运行控制技术、故障处理技术对直流配电网发展的关键技术进行了阐述,同时指出应该高度重视新型半导体材料、信息技术以及运行模式等突破对直流配电技术发展的推动作用,并对我国直流配电网的发展提出了几点建议和展望。     

基于RT-LAB的柔性直流配电网建模与仿真分析

基于实时数字仿真系统RT-LAB建立典型"手拉手"拓扑,含分布式能源光伏、锂电池以及交直流负载的直流配电网实时仿真数学模型。利用该模型对柔性直流配电系统的启停控制、指令控制等运行方式进行暂态响应特性仿真分析。RT-LAB实时仿真技术显著增强柔性直流配电网系统仿真的时效性和实用性。配网启动逻辑设计及软开关技术、逐级功率提升法的应用,有效减小了直流配电系统启动电流冲击及接入操作过电压。系统建模满足直流配电系统运行要求,对其启动控制及运行工况的仿真分析,为柔性直流配电工程建设进一步研究提供参考。     

基于H∞回路成形法的柔性直流配电系统鲁棒稳定控制

柔性直流配电系统是未来配电系统的一个重要发展方向,可极大地提高城市配电系统的电能质量、可靠性与运行效率.分布式光伏电源间歇性波动、直流负荷随机扰动、滤波电感和电阻参数摄动、下垂系数摄动等不确定性因素易导致直流配电系统发生不稳定现象.文中提出了一种基于H∞回路成形法及规范互质分解技术的鲁棒稳定控制方法.在仿真软件中搭建了双端柔性直流配电系统模型,并对比分析了引入鲁棒控制器前后直流电压的稳定性差异.结果表明,所设计的鲁棒控制器可以有效处理系统的不确定性和抑制系统的低频振荡,验证了所提方法的可行性与有效性.     

中压柔性直流配电技术在深圳电网的应用框架

随着柔性直流输电和现代配电系统的发展,对柔性直流配电的应用需求日益增强。首先对柔性中压直流配电发展背景和现状进行了介绍,对中压柔性直流配电的基本特征和应用方向进行了归纳。其次,通过对深圳电网的实际调研,指出了中压柔性直流配电网在深圳电网的应用前景,提出了中压柔性直流配电的系统架构、关键设备和运行方式,给出了相关研究结论。最后,对中压柔性直流配电网的后续研究工作进行了介绍和展望。     

柔性直流配电系统高频振荡降阶模型与机理分析

在柔性直流配电系统中,由于存在多时间尺度的控制环节和物理电路相互作用的影响,容易产生高频振荡现象。文中针对柔性直流配电系统的高频振荡机理进行研究,建立了柔性直流配电系统高阶数学模型,通过对影响系统阶数的关键参数灵敏度分析实现系统降阶,推导了时域下系统参数对高频振荡频率影响的解析式,文中总结了直流侧滤波电容、交流侧等效电感和控制器参数对高频振荡的影响规律。最后,基于Simulink搭建了低压和中压柔性直流配电系统的仿真模型,仿真结果验证了理论分析的有效性。     

直流配电系统保护技术研究综述

随着电力负荷的迅速增长和用户对电能质量要求的不断提高,传统配电系统面临新的挑战。直流配电技术在提高电能质量方面的巨大潜力引起学者们的关注。由于缺乏成熟、经济的直流断路器和实际运行经验,保护技术成为制约直流配电系统发展的瓶颈。鉴于此,概述了直流配电系统保护技术研究的发展现状,从直流配电系统的概念出发,系统阐述了保护技术研究的困境,明确了保护分区与故障类型,并指出了直流配电系统故障与保护的特殊性。然后综述了直流系统故障隔离及限流装置的发展现状,总结了直流配电系统的保护策略。最后对直流配电系统保护的技术研究做出了展望。     

直流配电网系统关键技术探讨

针对提高运行效率、改善供电可靠性和电能质量、实现分布式电源有效安全接入等配电系统面临的问题和挑战,提出了以直流为主导的配电方式,用于解决上述问题的可行性研究和探讨。结合直流配电技术的研究现状,总结了直流配电系统的技术特点和潜在优势,系统地探讨并分析了直流配电系统发展的若干关键技术及其可行性。     

直流配电实验系统初探

面对传统的交流配电网遇到的发展瓶颈,直流配电以其优势获得了广大研究者的青睐.国内对直流配电网的研究主要集中在稳态分析、故障分析与保护、稳定运行控制、电能质量控制等方面.建立专门的直流配电实验系统,可以为直流配电技术的研究提供仿真与试验研究,推动直流配电技术的发展.为此介绍了直流配电实验系统的结构和功能,并对其中的仿真模拟平台和动态模拟平台做了详细描述,提出了直流配电实验系统的初步建设方案.     

直流配电系统技术分析及设计构想

提高运行效率、改善供电可靠性和电能质量、实现分布式电源有效安全接入等问题既是配电系统面临的挑战,也为配电技术发展提供了新的机遇。采用以直流为主导的配电方式对于解决上述问题将是一次有益的尝试。文中阐述了直流配电技术的研究现状,总结了直流配电系统的技术特点和潜在优势,分析了直流配电系统发展的若干关键技术及其可行性,并提出了一种基于电子电力变压器的多级直流配电系统构想。以配电网末端的家用配电为例,给出了一个具体的低压直流配电系统设计案例并进行了仿真验证。     

非理想工况下柔性直流配电系统建模与运行控制关键问题

非理想工况下,柔性直流配电系统的建模与运行控制面临着来自经济高效的稳态运行需求和安全稳定的动态运行需求的双重挑战.系统分析非理想运行工况下柔性直流配电系统的运行特性,探讨合理的建模和分析控制技术,对于引导未来配电系统朝着更加经济高效和新能源友好接入的方向发展,具有重要的理论和现实意义.为此,结合国内外的研究现状和发展动态,深入分析了非理想工况下柔性直流配电系统的稳态建模与优化控制问题,以及外界随机扰动下的多时间尺度动态特征建模与稳定控制问题,指出了系统在非理想工况下建模与运行控制面临的主要难题.进一步地,从计及多重不确定性因素的系统建模与优化、非对称条件下系统不平衡分量交互特性建模与协同控制、外界随机扰动下系统多时间尺度动态特征机理建模与稳定控制等角度探索了柔性直流配电系统的技术发展方向,从而为柔性直流配电系统的建模与运行控制提供了研究思路.