含嵌入式直流系统的柔性互联配电网小信号建模

当前分布式电源（distributed generation,DG）大量兴起,但其布局并不均匀,使得不同用电区域间源荷分配不均衡,无法对其进行高效消纳。提出一种含嵌入式直流系统的柔性互联配电系统拓扑来实现馈线末端互联,以达到不同区域间功率调配和高渗透率分布式电源消纳的目的。对所提系统建立了数学模型,包括交流系统、直流系统、模块化多电平换流器（modular multi-level converter,MMC）及控制环节的小信号全局模型;通过MATLAB对所构建模型进行根轨迹分析,给出了部分控制参数的选取范围。基于PSCAD搭建该系统并进行电磁暂态仿真,对比不同场景下MATLAB和PSCAD的运行图像来对所构建的数学模型进行验证,结果表明：所建小信号模型图像与电磁暂态仿真图像基本吻合,验证了模型的正确性。     

基于平方和规划的带恒功率负载的直流微电网大信号稳定性分析

直流微电网中的恒功率负载由于具有负阻抗的特性,易在母线电压遭受大扰动时导致系统出现不稳定的情况,为此,提出基于平方和规划的带恒功率负载的直流微电网大信号稳定性分析方法。该文基于平方和规划提出了最大吸引域估算法,计算了带恒功率负载的直流微电网的吸引域,分析了系统的大信号稳定性。接着,分析了不同负载功率、不同系统参数对直流微电网系统稳定性的影响,为优化系统参数提升稳定性提供理论支撑。然后,讨论了所提方法与T-S模糊模型、混合势函数理论等不同方法估算吸引域的保守性。最后,基于MATLAB/Simulink时域仿真验证了所提方法可以有效判断系统的稳定性。     

基于B2B-MMC的柔性互联变电站改进型孤岛控制模式

在基于背靠背模块化多电平换流器(back-to-back modular multilevel converter,B2B-MMC)的柔性互联变电站中,当主变压器故障退出运行后,换流器需要从功率传输模式切换到孤岛控制模式。该过程产生的冲击电压和冲击电流会严重威胁设备运行安全和系统供电可靠性。为此提出了一种改进型孤岛控制模式。在分析MMC桥臂瞬时功率与直流母线电压的运行关系的基础上,将有功功率-直流电压平方分配特性的固定下垂系数与利用虚拟惯量的自适应惯性下垂系数相结合。其中自适应惯性技术是将B2B-MMC系统中直流侧有功功率和交流系统频率进行耦合,通过快速调节下垂系数从而抑制切换过程中的电压冲击、降低峰值电流,提高系统的稳定性。在PSCAD/EMTDC暂态仿真软件中搭建了基于B2B-MMC的柔性互联变电站模型,分析了所提方法在换流器切换过程中的响应特性,其结果验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于B2B-MMC的含柔性变电站的高压配电网分层控制策略

传统高压配电网中变电站常采用单母线接线方式,通过母线分段开关改变母线运行,但这一方式为离散控制,难以实现连续准确调控潮流,故提出一种基于背靠背模块化多电平换流器（back-to-back modular multilevel converter,B2B-MMC）替代变电站主变母线分段开关的含柔性互联变电站的高压配电网分层控制策略,将站级控制与优化调度相结合。第一层控制协调上层控制,对主、从换流器进行功率分配和稳定直流电压,保证系统稳态运行;第二层控制以变压器负载率均衡为控制目标,提高设备利用率;第三层控制为优化调度控制,针对某高压配电系统以网损最小为优化目标,采用改进交替迭代法和粒子群算法求解换流器有功、无功出力,为下层控制提供调度指令,实现多个柔性互联变电站间的优化协同控制及系统潮流的主动调控,提升高压配电网运行可控水平。最后通过某地实际高压配电网验证所提控制方法的有效性和合理性。     

基于B2B-MMC的含柔性变电站的高压配电网分层控制策略

传统高压配电网中变电站常采用单母线接线方式,通过母线分段开关改变母线运行,但这一方式为离散控制,难以实现连续准确调控潮流,故提出一种基于背靠背模块化多电平换流器（back-to-back modular multilevel converter,B2B-MMC）替代变电站主变母线分段开关的含柔性互联变电站的高压配电网分层控制策略,将站级控制与优化调度相结合。第一层控制协调上层控制,对主、从换流器进行功率分配和稳定直流电压,保证系统稳态运行;第二层控制以变压器负载率均衡为控制目标,提高设备利用率;第三层控制为优化调度控制,针对某高压配电系统以网损最小为优化目标,采用改进交替迭代法和粒子群算法求解换流器有功、无功出力,为下层控制提供调度指令,实现多个柔性互联变电站间的优化协同控制及系统潮流的主动调控,提升高压配电网运行可控水平。最后通过某地实际高压配电网验证所提控制方法的有效性和合理性。     

基于一致性算法的柔性互联配电网负载均衡控制

传统配电网馈线负载均衡依赖网络重构来解决,但不能保障参与重构每回线路的负载动态均衡。强随机性分布式电源及冲击性负荷的高比例接入,加剧了配电网中馈线负载的实时不均衡,限制分布式电源接入容量。而网络重构动作过程的时间尺度较长,难以解决含高比例分布式电源的主动配电网负载不均衡问题。柔性互联配电网能够实现馈线间准确的潮流控制,显著有利主动配电网运行。为了解决有源配电网中馈线负载不均衡问题以及分布式电源的就地消纳,提出了一种动态调节的基于柔性互联的馈线经济负载率模型,提高了馈线运行的经济性的同时实现了分布式电源的就地消纳。同时将一致性算法与负载均衡控制策略相结合,避免了信息处理集中化的同时实现了非健全通信网络下系统的稳定运行。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建四端柔性互联配电网仿真模型验证了所提模型与控制策略有效性。