交直流混合配电网分布式电源最大准入容量

文章在负荷频率控制（load frequency control,LFC）相关技术基础上,针对孤岛模式下互联微电网（micro-grids,MG）组成的电力系统,提出新的广义动态LFC模型、鲁棒分散式LFC控制策略。首先,描述单区域、多区域控制系统的LFC机制,将经典的LFC方法应用于运行场景多变、孤岛模式下互联MG组成的电力系统中。然后,针对孤岛模式下互联MG组成的电力系统,提出一种基于一致性协同控制策略的LFC算法,该算法通过控制调速器-涡轮的输入及管理储能系统（energy storage systems,ESS）向MG中注入或吸收的功率量,实现孤岛MG的自适应同步频率控制。其次,阐明饱和约束下的ESS可以有效地减轻小惯性和小阻尼在MG中引起的不稳定现象。最后通过搭建孤岛模式下6个互联MG组成的电力系统仿真模型验证该算法的正确性与有效性,所得到的控制器能够使干扰的影响最小化并保持鲁棒的性能。     

交直流混合配电网工程设计研究

随着分布式发电、储能和电动汽车充电桩等多元化发用电设施越来越多地接入配电网,直流电源与直流负荷在配电网中的比重越来越大,采用直流配电及交直流混合配电得到更多的关注和研究,并取得了一系列研究成果。交直流配电网设计涉及电压等级选择、网架结构优化和设施配置布局。针对结构多变的交直流配电网,提出了实现不同功能的基本设计模块及参数,通过模块间的组合搭建形成拓扑结构和运行方式灵活的交直流配电网。交直流配电网模块化设计满足了多元用户的接入需求,提高工程设计效率,促进了分布式电源的接入与消纳。     

交直流混合配电网关键技术研究

正传统配电网面对日益多样化的负荷和用电需求,在可靠性、经济适用性、高效性等方面面临巨大挑战。交直流混合配电网可更好地接纳分布式电源和直流负荷,可缓解城市电网站点走廊有限与负荷密度高的矛盾,同时在负荷中心提供动态无功支持,可以有效提升城市配电系统的电能质量、可靠性与运行效率。     

交直流混合主动配电网的分层分布式优化调度

交直流混合主动配电网是未来智能配电网的一种重要形式,其关键技术之一是以优化调度策略为核心的能量管理技术。该文提出了一种交直流混合主动配电网的分层分布式多源协调优化调度体系。在局部调度层,针对利用可再生能源的分布式电源,结合储能单元进行联合出力优化,其结果上报给区域调度层;在区域调度层,充分尊重并利用配电网各交、直流区域的自主运行特性,利用分布式优化方法,在满足交直流混合配电网整体运行约束的条件下,获得最优调度方案。最后,该文通过算例验证了所提出的交直流混合主动配电网分层分布式优化调度策略的有效性。     

交直流混合配电网多阶段随机优化调度模型

高比例间歇性分布式光伏的接入给交直流混合配电网的运行带来了挑战。当前所提两阶段随机优化调度模型对不确定变量的观测较为粗略,导致配电网实时决策与日前决策偏差较大。鉴于此,提出了基于场景树的交直流混合配电网多阶段随机优化模型。所提模型以日前购电成本、日内调节成本和实时平衡成本之和最小为目标,通过储能装置的充放电功率调节、换流站输出功率调节和需求响应等灵活调节措施,实现了间歇性光伏的就地消纳和系统的削峰填谷。多阶段随机优化模型的日前离散决策变量可随日内和实时阶段的不确定信息改变而自适应调整,更符合实际高比例光伏渗透下交直流混合配电网的运行需求,为其经济灵活运行提供技术支撑。     

计及灵活性资源的交直流混合配电网双层优化

如何引导灵活性资源参与电网优化运行是智能电网面临的重要问题,而交直流混合配电网的分区化和多元化也给优化运行带来新的挑战。提出了一种考虑灵活性资源参与的交直流混合配电网双层优化方法。首先,分析了供需两侧灵活性资源模型,通过对负荷聚类划分峰谷时段并制定合理分时电价,并从供需平衡的角度定义运行灵活性评价指标;其次,综合考虑需求响应、风光不确定性等因素,建立兼顾灵活性和经济性的交直流混合配电网双层优化模型,其中,上层模型以柔性负荷调度策略为决策主体,下层模型侧重于灵活性供给资源的运行策略,并利用分布鲁棒优化方法进行求解。最后,算例仿真结果验证了本文所提优化方法的合理性和有效性。     

基于SOP和VSC的交直流混合配电网多时间尺度优化控制

智能软开关(SOP)、电压源换流器(VSC)等电力电子设备具备快速灵活的功率调节能力,能够有效应对分布式电源带来的随机性和波动性。本文分析了含SOP和VSC的交直流混合配电网基本结构,针对高渗透率分布式电源接入带来的高损耗和电压越限问题,提出了一种多时间尺度协调控制方法。在日前时间尺度上,针对离散的开关变量与连续的SOP、VSC功率,以降低损耗为优化目标建立分层协调调度模型;在日内短时时间尺度上,针对电压越限风险情况,以控制电压为优化目标快速调整SOP、VSC功率。采用基于蚁群算法和原对偶内点法的混合优化算法对所提出的模型进行求解,实现联络开关与SOP、VSC功率的联立优化。通过算例仿真验证了所提模型和算法的有效性。     

交直流混合主动配电网关键技术研究

配电网担负着电能的配送任务,传统配电网的电能传送是单向的,随着分布式电源大量接入,配电网的电能可能出现双向流动。由于分布式电源具有随机性和间歇性的特点,增加了配电网运行控制的难度。为了满足大规模分布式电源接入的要求,在北京延庆建设交直流混合主动配电网,提高配电网的能源配送和优化能力,支持高渗透率分布式能源的充分消纳,降低系统损耗,提高设备利用率,实现高可靠高质量供电,延缓增容建设投资。     

交直流混合配电网继电保护研究综述

直流配电网能友好兼容各类分布式电源和直流负载,与现有的交流配电网构成交直流混合配电网是应对能源危机、环境污染的有效手段,但缺少可靠、稳定的继电保护技术是制约交直流混合配电网发展的重要因素。概述了国内外交直流混合配电网继电保护的研究现状。总结了直流配电网的结构、故障特性、保护原理等方面的研究,进而对交直流混合配电网的故障特性以及交直流相互作用对保护配置的影响进行分析。同时总结国内外对交直流换流器继电保护的研究。最后对交直流混合配电网继电保护技术的研究方向进行展望。     

基于二阶锥规划的交直流混合配电网优化调度

针对交直流混合配电网优化调度中控制变量多样化的趋势,以网损费用和弃光费用之和最小作为目标函数,综合考虑分布式电源、储能装置、电压源换流器、电容器组和静止无功补偿装置等控制变量集合,建立交直流混合主动配电网有功-无功多时段协同优化新模型,解决电压越限问题,实现功率快速补偿。针对变量维数增加引起的模型最优解精确性问题,采用二阶锥规划对非凸非线性问题松弛凸化,利用Cplex算法求得模型最优解。最后,通过拓展的49节点系统算例测试结果验证所提模型的有效性。     

含混合储能的交直流配电网日经济优化运行

针对高渗透可再生能源接入的交直流混合配电网经济性和灵活调节性不足的问题,提出一种配合降压变压器(step down transformer,SDT)和电压源型变换器(voltage source converter,VSC)调压策略的含混合储能系统(hybrid energy storage system,HESS)交...     

交直流混合配电网研究策略*

大规模、分散式的可再生能源接入和电动汽车等新型负荷接入比例的提高致使传统的配电网络受到巨大冲击。为应对新型源荷对电网经济性和安全性的冲击,在考虑不同时间尺度的基础上提高线路间功率调控能力,利用交直流混合配电网来进行交直流转换从而提高电网的可控性及可靠性成为目前解决此类问题最有效的手段。鉴于此,介绍了交直流混合配电网的拓扑结构,构建了分布式电源稳态模型,接着对不同时间尺度下交直流混合配电网进行马尔可夫链 动态场景模拟,最后对交直流混合配电网技术研究做出展望。     

混合交直流主动配电网接纳裕度双重不确定性优化模型

接入的电能超出配电网接纳裕度时,为使充电接纳裕度最大化,风光出力波动最小化,提出混合交直流主动配电网接纳裕度双重不确定性优化模型。获取双重不确定因素,以电动汽车充电接纳裕度最大化、风光出力波动最小化为目标,以节点电压、风光出力以及接纳裕度等为约束,构建配电网优化模型,并通过混沌二进制粒子群算法求解优化模型,得到迭代后的最佳优化结果,实现配电网接纳裕度双重不确定性优化。经试验验证：通过该方法优化后,配电网的平均接纳容量从1 200 kW达到了2 000 kW左右,且始终保持在接纳裕度的优质区间内;接入不确定性电能类型后,节点的电压越限概率均最高在2.7%,各节点产生的弃能均保持在6 MW·h以下;各节点在峰时接入风、光机组时,风、光出力的最高波动值依然低于3.5 kW·h;当配电网处于恶劣环境下,日常接入不确定性电能时,配电网的有功网损处于0.25～0.40 MW之间。     

考虑DG渗透率的交直流混合配电网运行优化方法

为适应分布式电源大规模并网和直流负荷不断增长的发展趋势,发展交直流混合配电网已成为当前配电网研究的重要方向。首先对电压源型换流器的稳态潮流模型和控制策略进行了分析,提出了一种基于交替求解法的交直流配电系统潮流计算方法;然后,考虑分布式电源不同渗透比例,以系统的网损最小为目标,提出了基于遗传算法的交直流混合配电网运行优化调度方法;最后,结合交直流混合配电网算例系统进行仿真分析,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

考虑风电不确定性的交直流混合配电网分布式优化运行

未来交直流混合配电网表现出显著的分区特性,且不断渗入的分布式电源(如风电等)具有较强的不确定性。基于此,该文提出考虑风电不确定性的交直流混合配电网分布式优化模型。该模型以最小化上级电网购电成本(交流子区域电网)与交直流子区域间购售电成本、弃风成本、微型燃气轮机发电成本等为优化目标,利用1-范数和∞-范数对筛选获得的典型场景概率分布不确定性进行约束,构建基于数据驱动的两阶段分布鲁棒模型,并采用列与约束生成算法进行求解。而交直流混合配电网分布式优化则以电压源型换流器为耦合元件,通过功率一致性约束对各子区域配电网进行协调,并利用交替方向乘子进行全局协调与迭代求解,实现整个交直流混合配电网各子区域间功率平衡。最后,算例验证了所提分布式优化和分布鲁棒方法的有效性。     

基于ADMM的交直流混合配电网分布式电压优化模型

配电侧直流化日益明显,直流配电技术已是当前国内外研究热点之一,促使交直流混合配电网成为主动配电网的重要分支,交直流配网的电压优化问题是与其相关的重要研究课题。提出一种分区分布式优化的方法,依据电压源型换流器连接情况,对交直流混合配电网使用耦合支路法,分成交流子区域和直流子区域。基于交替方向乘子分布式方法,以网络损耗最小、电压偏差最小和柔性负荷利用率最低为目标,构建分布式电压优化模型,并采用二阶锥松弛等技术转化为凸优化模型,在修改的IEEE 33节点算例系统中进行仿真计算,分析了交流侧功率和分布式电源对直流侧电压的影响,比较了换流器采用不同控制方式时优化结果的不同,验证了所提分布式优化模型的合理有效性。     

交直流混合配电网的运行模式和协调控制方法

交直流混合配电网的运行模式和协调控制方法是保证其高效可靠运行需要解决的关键技术之一。针对这一问题,提出了一种交直流混合配电网的协调控制方法,详细分析了交直流混合配电网在正常运行和交流侧短路故障情况下的运行模式,给出了不同运行模式下互联装置、储能系统和光伏发电单元的控制框图。最后通过Matlab/Simulink仿真软件进行了仿真研究,仿真结果验证了所提出控制策略的可行性和有效性。     

面向配电网优化运行的混合储能容量配置

为提高配电网对分布式光伏的消纳能力,实现主动配电网优化运行,提出一种基于改进希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)的混合储能(hybrid energy storage system,HESS)容量优化配置方法。该方法首先获得光储系统参与配电网运行的最优出力与光伏实际出力之间的不平衡功率,将其作为混合储能的参考功率,采用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)将不平衡功率分解为一系列固有模态函数(intrinsic mode functions,IMF),通过递归希尔伯特变换得到各IMF的瞬时频率-时间曲线,可有效避免传统HHT存在的模态混叠效应,提高瞬时频率的准确性。根据功率型和能量型储能的特性,以瞬时频率-时间曲线混叠最少为原则确定分频频率,采用功率型储能和能量型储能分别对不平衡功率的高频分量和低频分量进行平抑。最后,考虑充放电效率、荷电状态和全寿命周期成本,提出经济最优配置方案。     

交直流混合配电网交流接地故障隔离策略

在交直流混合配电网中,为使模块化多电平换流器像换流变压器一样能隔离交流接地故障,本文分析了单相接地故障下零序电流和零序电压的特性,提出基于比例谐振控制的零序电流抑制策略.本文在模块化多电平换流器中采用混合子模块拓扑及相应的调制策略,并为全桥子模块设计一种新型的电容充放电策略,在保证子模块电容电压均衡稳定的条件下提高桥臂...