直流配电电能质量研究综述

直流配电的电能质量研究直接影响到当前直流配电理论技术的发展。首先论述了直流配电系统的配电电压等级和网络结构,然后详细分析了当前直流配电系统中存在的电压波动、闪变和谐波等电能质量问题。接着重点阐述了迄今为止国内外相关的直流配电电能质量标准,以及适用于直流配电电能质量的评估体系和方法。之后总结归纳了当前国内外对直流配电系统中电能质量问题的治理方案。最后对目前直流配电电能质量的研究方向进行了探讨,为今后直流配电电能质量的研究提供参考。     

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。     

直流配电系统保护技术研究综述

直流配电系统适用于分布式电源多点接入,可促进直流家电和"直流生态住宅"的发展,是配电领域新的发展方向。继电保护技术是直流配电系统发展的关键技术之一,目前尚处于起步阶段,亟需深入研究。该文旨在系统地介绍国内外直流配电系统保护技术的研究状况。介绍了目前直流配电领域的三种保护设备,总结直流配电领域保护的研究现状,包括地铁、舰船直流配电的保护和直流配电系统的保护;重点介绍了直流配电系统故障定位和隔离,以及典型直流配电系统的整体保护配置方案。指出了目前直流配电系统保护亟需解决的关键问题和未来的发展方向。     

直流配电技术综述(英文)

目前电力消费终端中直流负载所占比重正越来越高,采用直流配电可以减少变流环节提高用电效率;此外,相对于交流配电,直流配电网更加易于新能源发电机和储能装置的接入,因此直流配电在解决能源危机中体现着开源可节流的双重作用,并得到越来越多的关注。在参考直流输电、船载直流系统、数据中心直流配电系统、分布式直流供电系统和风场直流汇集系统等研究基础上,概括了直流配电效率、输送容量、拓扑结构、系统稳定性、潮流计算和控制、继电保护和直流变压器等方面的国内外研究现状,并进行了评述。最后指出了直流配电网的几个需要深入研究的基础性问题。     

低压直流配电技术分析及存在的问题

随着电力电子技术的成熟与发展,电力电子器件不断应用于电力输电系统。低压直流配电技术成为电力系统配电网络一个新的课题。对低压直流配电的特点及其核心技术换流器进行理论分析,并依据分析结果提出了低压直流配电存在的技术问题。分析表明直流配电可以提高电能传输能力,降低传输损耗,同时还有一些技术方面的问题有待解决。     

中压直流配电系统保护技术研究综述

随着电力电子技术的应用与发展,配电网的源荷储直流特征逐步明显,中压直流配电系统的经济技术优势显著。直流配电保护是保障系统稳定安全运行的关键,但仍未形成成熟的技术体系。本文试图对国内外直流配电系统保护技术的研究状况做一个系统的介绍。文章首先概述了与保护方法制定相关的直流配电系统拓扑结构、换流设备、接地方式以及暂态故障特性等内容。其次,对目前普遍研究和应用的直流配电系统保护方法进行了归纳总结,分析了各种保护方法的适用性和局限性,并对工程实践中应用的直流配电系统控制保护一体化技术进行了归纳和分析;最后,对直流配电系统的保护技术进行了展望和总结。     

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。     

直流配电电压等级及负荷距分析

与交流配电相比,直流配电技术在可靠性、供电能力、供电距离和经济性等方面具有明显优势。该文首先从各类分布式电源、典型直流负荷、国内外直流微网系统和相关电压标准等方面分析了直流配电电压等级及研究现状;通过分析影响直流配电电压等级选择的主要因素,提出相关约束条件,根据交、直流配电系统输送能力匹配原则,提出直流配电系统电压等级;根据所提出约束,从输送容量、输送距离和直流配电设备适用性等方面进行校核分析,验证所提出电压等级的有效性;为便于规划设计人员开展工作,分析了所提出直流配电电压等级满足线路末端10%电压偏差时各典型导线截面的直流负荷距。     

基于高频链直流变压器的柔性中压直流配电系统分析

为了克服柔性中压直流配电网工频方案中变压器体积大、重量大、噪音大、控制不够灵活等问题,提出一种基于高频链直流变压器的柔性中压直流配电系统。该系统中直流配电母线不仅包括中压直流母线,还包括低压直流母线;中低压直流母线之间通过直流变压器进行连接;低压直流母线用于接入各类分布式电源。该系统中高频链直流变压器的使用不仅实现了不同电压等级直流母线间的电压变换、能量管理,还可以有效提高系统功率密度。介绍了中压柔性直流配电系统架构,给出了高频链直流变压器以及其它典型换流器的设计和分析,并对直流配电系统的工作模式和控制器进行了设计。最后,搭建了仿真平台,验证了系统的有效性。     

直流配电系统的组网技术及其应用

随着能源清洁化转型以及智慧能源建设的推进,直流配电系统因便于接纳分布式清洁能源、功率易于控制等优点受到密切关注。对直流配电系统的组网技术及其应用技术的研究现状和发展趋势进行了综述,首先对直流配电系统的主要性能特点进行了总结,其次对直流配电系统中典型的拓扑结构和供电模式进行了全面的分析,进而研究了模块化多电平换流器、直流变压器和低压换流器接入直流配电系统时的控制方式,最后结合交直流混合配电网、直流能量路由器、能源互联网及泛在电力物联网等智慧能源应用场景与发展趋势的分析,总结和展望了柔性直流配电系统关键技术的主要研究方向。     

基于超级电容储能型MMC的控制策略

新能源并网以及冲击性负荷接入易引发电网功率波动,会对邻近发电机组及电力系统的安全稳定构成威胁,为此提出一种基于超级电容器储能型模块化多电平变换器（modular multilevel converter, MMC）的分布式储能系统,利用双向DC/DC变换器控制储能系统的充放电过程,并给出相应参数设计原则。采用了基于双闭环PI调节和移相PWM调制技术的控制策略,控制超级电容能量均衡和MMC级联子模块电容电压稳定,引入能量管理机制控制MMC和DC/DC变换器的协同运行,实现了对中、高压系统中冲击性有功变化率的实时补偿。搭建了Matlab/Simulink模型,仿真结果验证了该装置及控制策略的有效性。     

基于超级电容储能型MMC的控制策略

新能源并网以及冲击性负荷接入易引发电网功率波动,会对邻近发电机组及电力系统的安全稳定构成威胁,为此提出一种基于超级电容器储能型模块化多电平变换器（modular multilevel converter, MMC）的分布式储能系统,利用双向DC/DC变换器控制储能系统的充放电过程,并给出相应参数设计原则。采用了基于双闭环PI调节和移相PWM调制技术的控制策略,控制超级电容能量均衡和MMC级联子模块电容电压稳定,引入能量管理机制控制MMC和DC/DC变换器的协同运行,实现了对中、高压系统中冲击性有功变化率的实时补偿。搭建了Matlab/Simulink模型,仿真结果验证了该装置及控制策略的有效性。     

直流配电系统潮流可行解与电压稳定性分析方法

基于柔性直流技术的直流配电系统是未来智能电网的发展趋势,为直流负荷及直流型分布式电源的灵活接入提供了良好的条件,但对直流配电系统的电压稳定性也提出了更高的要求。从系统级稳定性角度考虑,通过巴拿赫不动点定理证明了直流配电系统潮流解的存在性与唯一性,并基于潮流可行解提出了电压稳定的分析方法,可快速评估直流配电系统接入负荷后的稳定性,避免了复杂的连续潮流计算。最后通过算例测试验证了该方法的有效性和正确性。     

光伏升压柔性直流工程设计及调试技术研究

在梳理柔性直流的技术路线基础上,针对西南某地区设备选型特点,介绍了光伏直流汇入柔性直流输电工程的设计方案,并论证了工程可行性。研究成果填补了低压柔性直流工程设计与调试技术的空白,在国内开展新能源接入低压柔直输配电工程建设具有一定的参考价值。     

采用柔性直流技术的智能配电网接入交流电网方式

基于柔性直流技术的智能配电网与交流电网的连接方式是系统设计的基础,也是直流配电中的关键技术之一,为此针对±10kV基于柔性直流技术的智能配电网接入交流电网的方式开展了理论和仿真分析。首先从理论上简要分析了其与10kV交流配电网之间可能的连接方式及各种连接方式下交直流系统故障之间的相互影响。然后在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中建立不同连接方式下的仿真模型并开展典型故障下的仿真计算,从过电压和过电流的角度分析交直流系统故障间的相互影响。最后,从系统运行可靠性和经济性的角度提出基于柔性直流技术的智能配电系统与交流电网之间推荐的连接方式,即直流配电系统通过联接变压器与交流电网连接。     

光伏发电直流接入与消纳的方案设计和工程实践

随着柔性直流技术的发展，配电网领域源-网-荷的构建方式更加丰富，可实现集中式光伏直流并网、数据中心直流供电等新型电网模式。依托张北交直流配电网及柔性变电站示范工程，介绍光伏发电站直流并网方案以及工程实施途径，同时，设计了数据中心直流供电的接线方式，计算了供电可靠性。在此基础上，对比直流配电网和传统交流配电网，从电能传输效率、供电可靠性、电能质量等方面体现了直流配电网的优势。示范工程实现了光伏发电直流接入与消纳，设计成果和实践经验可为同类工程提供参考。     

苏州中压直流配电工程设计方案及仿真验证

随着中压柔性配电技术的发展,基于电力电子技术的柔性直流配电网在相位和频率同步、灵活控制、线损等方面较交流配电网有着一定的优势,但在技术的成熟性、稳定性以及成本等方面还存在不足。针对苏州中低压直流配用电系统示范工程的中压直流配电网网架,在传统环型与辐射型结构的基础上,通过技术经济比较采用基于单母线分段“双端环型”网架结构设计方案;为适应故障穿越的主动控制需求,发挥改进型网架结构供电方式灵活的特点,提出采用半桥换流站+混合桥换流站的非对称主站设计方案;结合换流阀参数设计与系统接地方式,在PSCAD/EMTDC平台上搭建了系统仿真模型,对工程设计方案的可行性及故障处理能力进行了仿真验证,为示范工程方案设计与设备选型提供分析依据。     

低压直流供电技术研究综述

随着电力电子技术的发展,直流供电技术呈现出技术和经济优势,在能源变革背景下具有很好的发展前景。本文首先对低压直流供电的发展情况和电压等级序列等进行了论述,随后总结分析了直流配电网协调控制、配网保护和电能质量控制等关键技术以及关键设备的研制情况,最后整理了国内外直流供电技术研究与工程应用情况,其中苏州工业园区主动配电网应用示范区是城市能源变革的重要探索。