基于粒子群算法的直流配电网电压波动研究及算例分析

为了降低电压波动对直流配电网直流电能的不利影响,设计了一种基于粒子群算法的直流配电网电压波动分析方法。开展直流配电网电能质量分析,通过直流配电网结构研究电压偏差产生的影响,深入探讨了电压纹波特征、波动程度和暂降作用机理。研究结果表明：每种类簇下的轮廓系数都接近1,此时可选择特征集方法来准确分析直流电能质量的扰动形态。对少数样本实施训练时,准确率可以达到92.3%以上。以支持向量机(support vector machine, SVM)算法则可以防止产生局部极值的缺陷,实现准确率的明显提升,更适合小样本数据的扰动性能分析。以所提算法进行处理时可以实现准确率的进一步提升,从而优化粒子群算法数据处理性能,但需要比多分类SVM占用更长处理时间。     

基于直流扰动功率的直流配电网电压暂降源定位

电压暂降源定位对解决相应供用电双方纠纷及责任认定等起到重要作用。提出一种基于直流扰动功率法的直流配电网电压暂降源定位方法,分析了导致直流配电网电压暂降的典型原因,将故障状态分解为正常状态和扰动状态的叠加,建立直流扰动功率与扰动源位置之间的对应关系,根据直流扰动功率的正负来判断暂降源的位置。在Simulink平台上搭建了直流配电网暂降分析仿真模型,分别对直流配电网的外部交流电网故障与内部故障引起的电压暂降进行源定位分析。仿真实验结果表明,该方法可有效完成直流配电网电压暂降源的定位,具有应用范围较广、可靠性高的优点。     

直流配电网电能质量指标定义及关联性分析

直流配电网以供电能力强、可控性好、高效可靠和适应可再生能源接入等优势,已成为未来配电系统的发展方向。直流电能质量是规划、设计、运行和控制的核心问题之一,而源荷波动性、扰动多样性和功率变换设备敏感性使其呈现新的特点。该文首先分析交直流电能质量的差异,对比交流电能质量体系,依据国内外相关文献及标准,对直流谐波、电压波动与闪变、电压暂降、电压不平衡、电压偏差等进行定义,从而构建直流电能质量指标体系。由于直流电压的零频特性及直流配电网特殊结构,不同的直流电能质量现象之间存在明显的关联性,该文对谐波与波动、偏差与稳态不平衡、暂降与暂态不平衡间的关联性进行分析,指出其在直流电能质量评估、指标限值制定等方面的重要作用。选取直流配电网典型案例,分析不同工况下各个电能质量现象的产生机理,依据指标定义推导指标与相关参数的定量关系,通过Matlab/Simulink搭建模型,对产生机理及指标关联性进行验证。     

基于PSO-SVM的直流配电网电能质量扰动辨识

直流配电网是未来配电系统发展趋势,为更好地针对性治理改善直流电能质量问题,推动直流配用电技术的发展,需要提出一种适用于直流电能质量扰动特征的辨识方法。文中剖析了直流配电网中4类电能质量问题的形成机理和扰动特征,并针对各类问题的特点提出了5种特征指标,以此作为辨识直流电能质量问题的特征要素。采用k-means聚类分析的方法对所提特征集的类内聚集性和类间分离性进行了验证。最后利用PSO-SVM分类器实现了直流电能质量事件的准确辨识,仿真算例验证了所提方法的准确性与有效性。     

基于信度融合和滑模控制的暂态电压扰动源容错性定位

提出了一种基于信度融合和滑模控制的含分布式电源(DG)智能配电网中实现暂态电压扰动源(TVDS)容错性自动定位方法。在基于网络化电能质量监测系统平台的TVDS容错性自动定位系统框架下,对其中关键功能模块的实现原理进行详细分析,包括基于电能质量监测点优化布置的电能质量动态状态估计、扰动方向判定信度影响因素分析及信度融合、DG接入对扰动方向判定影响规律分析与归纳。然后,提出一种基于滑模控制的TVDS容错性定位算法,实现综合考虑了扰动方向融合信度、DG接入方向误判校正的TVDS容错性自动定位。最后,通过IEEE 34节点含DG配电网络算例,分析验证了所提TVDS容错性定位方法的可行性和有效性。     

含分布式电源的配电网电能质量扰动源定位研究

针对含分布式电源的配电网产生的电压骤降、短路、高斯噪声以及电源产生的谐波输出等一系列问题,提出了一种精确判断扰动源位置的方法,旨在提高电能质量水平。根据分布式发电机配电网的拓扑结构和电能质量监测信息,利用离散小波Mallat变换提取高频扰动的分量,根据高频扰动能量的正负对扰动的方向进行判断。同时采用遗传算法,利用高频扰动能量来设置扰动权重因子,突出强信号在定位过程中的作用,从而对扰动源进行精准定位。仿真结果表明,此方法准确性比较高且容错性较好,对电能质量监测仪的安装位置和个数方面,也具有指导意义。     

直流配电网保护技术评述

直流配电网因其控制灵活、电能质量好、便于分布式电源接入等优点,成为国内外技术发展的一个重要方向和研究的热点。然而,直流配电网故障特征与交流系统相比存在本质差异,已有交流系统保护技术难以直接应用于直流配电网。同时,由于直流换流设备耐受过流能力弱及故障恢复控制措施相对复杂,对实现快速准确故障检测、故障定位及有选择隔离故障区域提出了更高的要求。因此保护技术已成为直流配电网亟需突破的关键技术之一。论文在给出直流配电网拓扑的基础上,通过分析直流配电网故障发生、故障检测、故障定位与故障隔离的过程,明确了直流配电网保护中故障检测与故障定位是两个关键问题,并探讨了这个问题的技术难点,重点评述了直流配电网故障检测和故障定位方法,剖析了已有研究存在的主要问题,展望了未来发展方向,以期为后续研究奠定基础。     

基于可控负荷与蓄电池储能的直流配电网电压波动抑制

为了抑制直流配电网电压波动,提出了一种基于可控负荷与蓄电池储能的综合控制策略。对影响直流配电网电压波动的因素,包括新能源输出功率变化、负荷变动、线路参数变化及新能源接入位置进行了具体分析。当电压波动较小时,利用可控负荷即可抑制直流电压波动,可以减少蓄电池的容量配置及其充放电次数,提高了储能装置的经济性;当电压波动较大时,由于可控负荷的容量有限,需要蓄电池对直流电压波动进行抑制,因此可控负荷需与蓄电池配合控制,并对两者控制参数进行了设计,采用基于扰动观测器的前馈控制,减小了直流电压暂态波动。在MATLAB/Simulink中建立了直流配电网模型并进行了时域仿真,仿真结果表明所提控制策略能够抑制上述因素造成的直流电压波动,提高直流配电网各节点的电能质量。     

计及电能质量影响的10 kV配电网损耗计算模型及其实验验证

随着智能电网的不断发展,电能质量扰动日益增加,探索计及电能质量因素的配电网损耗计算模型对电力系统节能降损有十分重要的意义。分别给出了在谐波、三相电流不平衡、电压偏差这3种常见的电能质量扰动影响下的10 kV配电网的损耗计算模型;然后提出了同时考虑多种电能质量扰动的10 kV配电网损耗评估方法并建立了计算模型,提高了10 kV配电网损耗理论计算的准确度。配电网损耗综合评估分为固定损耗评估和可变损耗评估2个部分,固定损耗评估主要考虑电压偏差对变压器固定损耗的影响,可变损耗评估对以上3种电能质量扰动进行解耦评估,然后综合估算出10 kV配电网的可变损耗的综合附加损耗率。最后通过实验验证了所提计算方法及对应模型的正确性。     

基于小波变换的电能质量扰动检测与定位

根据电能质量扰动信号的非平稳性,通过对小波变换原理的分析,从小波变换能够突出信号局部特征的特性出发,探讨了多尺度小波变换模极大值与信号突变点之间的关系,分析了利用小波变换对电网电压暂降及周期脉冲等典型电能质量扰动进行检测与定位的方法。为验证方法的有效性,以电压暂降扰动和周期脉冲扰动检测为例进行了相应的仿真研究,结果证实了利用小波变换能更精确地检测和定位电能质量扰动。     

直流配电网发展现状与应用前景分析

随着直流技术的发展,直流配电网得到越来越多的关注。相较于交流配电网,直流配电网具有减少逆变环节、降低电能损耗、提高电能质量等优势,有巨大的发展前景。对直流配电网的各种结构形式进行了比较;介绍了适用于直流配电网的控制方法,并提出了直流配电网保护需要注意的问题。另外,对直流配电网在上海的应用前景进行了分析和展望。     

计及光伏LVRT的改进电压暂降源定位方法

电压暂降是发生频次多、影响最为严重的电能质量问题,其扰动源定位对解决电压暂降导致的供用电双方经济纠纷等起到重要作用.针对光伏电源低电压穿越时的电流和阻抗特性,本文提出了改进的距离阻抗继电器暂降源定位法,给出修正判据,改善含DG复杂配电网的电压暂降源定位可靠性.仿真实验结果表明,该修正定位方法能更可靠地定位出含光伏配电网...     

直流配电网研究现状与展望

相较交流配电网,直流配电网具有供电容量大、线路损耗小、电能质量好、无需无功补偿,以及适于各类电源和负载接入等优点。较为详细地论述了直流配电(相对交流配电)的特点、优势及其网络的整体概念,提出了直流配电网的拓扑结构,总结了直流配电网在规划设计、调度控制、继电保护及关键设备等方面的研究情况,最后指出了直流配电网优化调度、故障诊断与定位、直流断路器等尚需深入研究的问题。     

交直流配电网柔性多状态开关电压自适应控制策略

交直流配电网中受端弱交流配电网电压调节能力较弱,需要直流配电网提供功率支撑,而直流配电网受到自身和交流配电网的双重影响,导致直流电压偏差较大且低惯性特征更加明显.对此,文中引入柔性多状态开关(SNOP),并提出一种交直流电压自适应控制策略.首先,分析交流电网电压扰动对直流电压动态响应和惯性调节过程的影响机理,通过设计电压前馈控制方法有效抑制了扰动作用.其次,针对弱交流配电网调节能力不足的问题,设计自适应功率补偿控制方法,使得SNOP能够根据工作点处电压变化量自适应地补偿功率缺额,同时分析了该功率需求对于直流电压偏差的影响;在此基础上针对直流系统,综合考虑直流电压偏差与电压变化率设计了改进的自适应虚拟惯性控制方法,并分析主要控制参数变化对直流系统稳定性的影响,提升了直流系统惯性.最后,在MATLAB/Simulink中搭建交直流混合配电网仿真模型,验证了控制策略的有效性.     

通用电能质量控制器直流侧电压控制建模与分析

为了对通用电能质量控制器直流侧电压进行更为有效的控制,提出一种用于三相三线通用电能质量控制器(UPQC)直流侧电压控制的外环模型。在所得模型的基础上利用经典控制理论分析了实际UPQC的补偿能力;并通过分析抗扰动性能,采用比例积分调节器时电压环稳定性以及采用比例调节器时电压环稳定性,详细比较了直流侧电压的两种控制方法——反馈控制和复合控制(反馈加前馈控制)。仿真和实验结果验证了UPQC的最大补偿能力,同时表明复合控制具有较好的抗扰性能,以及在比例调节器下具有较好的相对稳定性。     

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。     

基于提升小波和改进BP神经网络的配电网系统电能质量扰动定位与识别

针对配电网系统电能质量扰动的非平稳性、突变性和短时持续性问题,提出一种基于提升小波和改进BP神经网络的扰动定位与识别新方法。首先用Euclidean分解算法得到db4小波提升方案;然后对扰动信号进行提升小波分解,结合模极大值对扰动突变点峰值进行定位检测;再利用自适应学习率和增加动量项相结合的方法对BP神经网络改进并进行扰动识别训练。仿真结果表明,该方法能更好地获取扰动时刻信息,定位快速且精度高,能有效地克服传统BP神经网络易陷入局部极小点和收敛速度慢的缺点,对配电网系统电能质量扰动识别率高。     

背靠背低压直流配电装备及其直流电压控制策略

直流配电网是未来城市配电网建设的趋势之一,其中两端供电直流配电网具有较高供电可靠性。该文提出一种背靠背低压直流配电装备的方案,该装备集成两变换器,具有较高功率密度。针对该装备控制的核心问题——直流电压稳定,从直流母线功率和能量平衡角度出发,利用小信号建模分析其直流电压不稳定机理,即直流电压波动由两变换器网侧电压、电流和直流负荷电流扰动引起;提出一种电流环引入多扰动量的直流电压稳定控制策略,实现低压直流配电装备在功率变化、电网电压及负荷扰动下的直流电压稳定控制。通过Matlab/Simulink仿真及样机实验验证所提直流电压稳定控制策略的有效性,将为低压直流用电设备提供稳定可靠的供电电压。     

直流配电网研究现状综述

直流配电网在解决新能源接入电网、优化配电网电能质量、提高配电网电能传输能力等方面具有技术优势。通过定量分析系统损耗、线路电压损失、供电能力及可靠性,可以得出配电网采用直流送电具有明显的经济性。国内外对直流配电网关键技术已有一定的理论研究,并以微电网的形式对相关技术进行了实践验证。当前直流配电网领域还存在诸多技术关键点和难点有待研究,如系统设计、含新能源接入的协调控制、故障的快速隔离与恢复等,未来的直流配电网将在解决这些难点的基础上得到进一步应用研究。     

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。