柔性直流配电网的静态运行域初探

为刻画柔性直流配电网正常运行时的最大允许范围,本文提出了柔性直流配电网的静态运行域模型与求解方法.首先,讨论柔性直流配电网的典型接线模式与稳态运行特性.然后,分析交流配电网运行域模型不适用于柔性直流配电网的原因,建立柔性直流配电网的静态运行域模型,给出求解方法.最后,通过算例验证模型与求解方法的有效性,计算柔性直流配电网在主从控制、电压裕度控制、下垂控制策略下的静态运行域,并分析计算误差.经可视化比较,初步得到不同控制策略下的静态运行域大小的规律,为柔性直流配电网的调度和运行提供参考.     

基于安全域的并网型微电网能量优化新方法

提出一种基于安全域的并网型微电网能量优化新方法。提出并网型微电网安全域的定义与模型,分别对N-0安全与N-1安全的微电网安全域进行刻画;考虑微电网的安全性与经济性,以微电网经济效益与馈线安全距离为优化目标,建立一种基于安全域的微电网能量优化模型,在规划安全域范围内采用YALMIP工具箱与CPLEX求解器对模型进行求解。算例展示了微电网安全域,验证了能量优化模型的有效性。相较于现有方法,所提方法能够量化系统安全裕度,综合考虑微电网的安全裕度与经济效益。     

基于改进电压下垂控制的MMC-MTDC系统协调控制策略

在基于MMC的新能源多端柔性直流并网系统(Multi-Terminal Flexible DC Transmission System,MTDC)中,传统下垂控制的下垂系数单一,难以适应复杂的扰动工况,影响系统运行的稳定性.因此,以直流电压裕度跟踪为基础,对传统下垂控制进行改进.通过在下垂系数中加入直流电压裕度校正因子,利用换流站实时直流电压偏差数据进行自适应调节,使系统直流电压在接近电压裕度上限时自动减小,保证系统在受到功率扰动或者换流站故障时直流电压稳定分布及有功功率合理分配.最后,建立四端新能源柔性直流并网系统仿真模型,并通过算例验证了控制策略在"N-1"故障下的有效性.     

N-0安全的城市配电网安全域与供电能力

现有的配电网安全域与供电能力大都基于N-1安全准则,文中提出了N-0安全(即正常运行约束下)的城市配电网安全域模型和供电能力模型。首先,分析了研究N-0下的安全域及供电能力的必要性。然后,分别提出了N-0下配电网安全域和供电能力模型及供电能力曲线的概念和数学模型。最后,通过算例验证了所提模型的有效性,并分析了安全域与供电能力在N-0和N-1下的区别、联系以及在运行和规划中的使用方法。     

直流配电网功率控制策略与电压波动研究

给定结构的直流配电网的电压水平由负荷功率和控制策略决定,功率控制策略及其电压波动是直流配电网建设需要研究的问题之一。为得到不同控制策略下的直流配电网的电压波动特性,针对环状结构的直流配电网及其交直流电源的接口变流器,建立了直流配电网及其控制系统的动态模型,提出了基于不均衡度法评估直流配电网电压波动特性的方法;在此基础上,考虑风电机组接入和退出等因素的影响,研究了基于主从和下垂控制方式下的直流配电网的电压波动。结果表明,对环状直流配电网,主从控制的电压调节能力更强,下垂控制的电压波动的均衡性更好。研究成果可供建设直流配电网以及选择电网控制方式参考。     

考虑功率裕度和电压偏差的多端直流配电网自组织下垂控制

为实现系统受扰后不平衡功率的优化分配及直流电压的稳定控制,在多端柔性直流配电网传统电压—功率下垂控制的基础上,提出考虑功率裕度并附加定直流电压控制的自组织下垂特性优化方法。所提方法打破了采用传统下垂控制时换流站承担不平衡功率按其容量成比例分配的固有约束,实现不平衡功率的合理转移,降低了小容量换流站的过载风险;引入功率偏差因子,在下垂特性曲线中适当设定"死区",一定程度上放宽换流站的运行区间。类比弹性力学概念,设计基于元胞自动机的换流站运行状态自组织更新规则,建立对应的五端柔性直流配电网MATLAB仿真模型,并与传统下垂控制的电磁暂态模型进行对比分析。最后,仿真结果验证了所提控制方法的有效性和控制效果。     

直流配电网电压协调控制方式研究

随着分布式能源的应用和电力电子技术的发展,直流配电网受到广泛关注,其电压协调运行控制是研究的关键技术之一。针对直流配电网内部DG或负荷功率的不确定性,提出一种直流配电网电压协调运行控制模式,在模式中,电压源换流站中主站作为系统"平衡节点",采用带裕度的电压控制模式,从站采用电压功率下垂控制模式,并且主从换流站之间协调运行,维持系统电压稳定和功率平衡。最后通过对直流配电网的仿真分析,验证了协调控制模式的有效性。     

基于凸包络的交直流混合配电网安全域

现有配电网安全域研究主要针对交流配电网,文中提出基于凸包络的交直流混合配电网安全域模型.首先,计及电压约束、馈线容量约束和关键设备出力约束,构建交直流配电网非线性安全域模型.其次,基于非线性规划模型求解交直流混合配电网安全边界点.最后,采取凸包络拟合的方法生成可观测的安全域空间.算例结果验证了凸包络拟合的合理性和优越性,同时评估了交直流混合配电网中换流器控制方式、换流器无功补偿量和系统电压下限等因素对安全域大小的影响.     

适用于直流配电网的改进下垂电压控制策略

为了解决直流配电网传统下垂控制中有功功率波动过大所引起系统直流电压大幅度变化的问题,首先对传统的电压下垂控制进行了分析,并由此提出了改进下垂电压控制策略.该策略在传统下垂控制的基础上,将下垂系数由常量转换为变量,通过监测系统直流电压,构建下垂系数与直流电压偏差函数关系,并引入电压裕度和指令上、下限值,使其能将系统直流电压限定在设定范围内.系统在受到小功率扰动时能保持传统下垂控制快速调节不平衡功率的优点;受到大功率扰动后能自我修正下垂系数,加强电压控制性,减小系统电压偏差.最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建两端供电式直流配电网模型,对改进下垂电压控制策略进行仿真分析,并和传统控制策略进行了对比,仿真结果表明,相比传统下垂控制,改进下垂控制能更有效地稳定系统电压.     

柔性配电网的安全域模型

提出了柔性配电网(flexible distribution network,FDN)的安全域模型,并与传统配电网(traditional distribution network,TDN)对比分析。首先,介绍了FDN的概念与特点。其次,分析了FDN正常运行N-0和N-1下的安全约束。再次,提出了FDN的安全域模型以及安全边界方程。最后,通过单联络与多联络电缆网算例验证了本文方法的正确性,对FDN和TDN的N-0域、N-1域以及供电能力进行了对比研究。对比发现:1)FDN能扩大N-0/N-1域,提高正常运行情况下带负载的能力与N-1安全性;2)FDN达到不计及N-1和计及N-1下的最大供电能力工作点相比TDN多很多,使其在实际中更容易实现;3)FDN节点负荷能突破馈线容量限制,具有更大的局部带大负荷能力。同时,通过二维视图观察总结FDN安全域的形状特点及形成机理,并揭示其与柔性闭环特征的内在联系,最终从安全和高效角度分析得出多联络更适合发挥FDN作用的结论。