能源互联网的形态与试点构想

在分析电网公司视角下发展能源互联网的必要性基础上,探讨了能源互联网的形态和试点构想。合理地控制同步电网规模,采用柔性直流背靠背输电分割若干个区域交流电网,同时在各区域交流电网间建设多端柔性直流输电网络是能源互联网在输电网层面的形态;以区域能源互联主动配电网和区域能源互联柔性直流配电网为物理基础,并通过广义需求侧响应和区域能源互联交易平台实现能源互联网的商业化运营是能源互联网在配电网层面的形态。提出了通过能源信息互联构建适应能源互联网运营的先进信息通信网络,通过能源价值互联构建新型能源交易体系,以先进信息通信技术和能源交易体系为纽带,构建一种新型能源综合利用体系的能源互联网试点构想。     

柔性中压直流配电网线路加速纵联保护

分布式能源蓬勃发展和城市直流负荷快速增长,进一步夯实柔性直流配电网在城市的重要地位.文中以四端柔性中压直流配电网为研究对象,针对架空线频发的瞬时故障,提出具有速动性工程需求的加速纵联保护方案.该保护方案由启动方案、重合闸后瞬时性故障判别、永久性故障类型和故障区域识别组成.为降低加速保护第1次动作造成的误动,设计启动方案...     

柔性直流输电在城市配电网应用中的仿真研究

城市负荷密度快速增长对城市配电网供电能力及电能质量要求不断提高,以交流输电为主的城市配电网发展面临越来越大的困难和挑战,柔性直流输电技术必将成为解决城市配电网发展的有效途径之一.本文在等效的符合受端电网性质的城市配电网模型的基础上构建含有柔性直流输电线路的城市配电网模型,利用PSCAD/EMTDC对柔性直流输电在城市配电网中应用的静态稳定性及暂态稳定性进行仿真分析,仿真表明柔性直流输电技术在城市配电网中对于提供无功电压支撑改善电压稳定性等方面能发挥积极的作用,具有良好的应用前景.     

基于柔性直流技术的一种交直流混合配电网可行性研究

随着配电网中负荷的快速增长和分布式电源迅速发展,传统配电网需要进行一定的升级改造才能满足新增负荷和分布式电源的需求。立足于“手拉手”式接线的传统中压配电网结构,提出了利用柔性直流技术构建交直流混合配电网的改造方案,对其网架结构和控制策略进行了介绍分析。之后,以辽宁省某供电区域为例,对建设交直流混合配网、增建交流配电网和增建直流配电网三种配电网改造方案的经济性进行了对比分析。分析证明交直流混合配电网具有最低的系统运行损耗,当配电网运行年数超过5年时,建设交直流混合配电网具有最低的总投资费用。最后,分析总结了交直流混合配电网的综合优势和发展前景,证明了交直流混合配电网能够成为配电网改造的可行方案。     

基于能源互联网的智能配电网精益化管理体系研究

社会发展对电力可靠性的需求日渐增加,过去济南地区配电网停电多、供电质量有待完善,客户满意度有待提升。通过分析原有配电网管理模式弊端,从配电网规划、设计、建设、运行管理、主动抢修等各个流程采取措施,实现了配网全过程动态管控,变"被动配网"为"主动配网",减少故障处理时间,降低电量损失,提升客户满意度,全面提升济南地区配电网安全稳定运行水平和供电企业品牌社会影响力。     

能源互联网视角下城市配电网与其他能源系统的转化研究

在能源互联网视角下,城市配电网与其他能源系统的转化研究是基于城市配电网的多能互补和需求侧管理,将可再生能源、储能、交通等多种能源系统整合在一起,并在此基础上实现多能互补与协调控制,使其成为城市能源互联网的核心支撑。首先,分析城市配电网与其他能源系统之间的相互转化机理;其次,阐述城市配电网与其他能源系统之间的能量流、信息流和物质流;最后,以某城市配电网为例,对其与风电、光伏等分布式可再生能源的协同控制进行分析。     

贵州配电网柔性直流输电示范工程

为了实现柔性直流输电技术在我国南方电网中的大规模应用,在贵州建立我国首个配电网柔性直流输电示范工程。从结构和电气上研发了针对工程的整流器、逆变器、整流逆变用变压器、滤波器,及设备的控制保护。验证了柔性直流输电设备、系统接入方案、运行方式及切换方法、输送范围、控制保护策略等技术。较详细介绍了工程调试过程,最终的试验和调试结果表明了整个系统具有可靠性高、损耗小、可单双级独立切换的特点。证明了技术和设备的可行性和可推广性。     

基于主动注入的柔性直流配电网故障定位

柔性直流配电网中换流站难以耐受双极短路冲击电流,在1~2 ms内闭锁,提供给故障定位的有效信息少,定位精度差。因此,提出了一种基于DC/DC主动注入的柔性直流配电网的故障定位方法。在换流站均闭锁的情况下,金属性故障解锁配网首端DC/DC换流站,非金属型故障先后解锁首末两端DC/DC换流站,然后提取电压电流数据进行故障定位。该故障定位方法考虑了换流站因快速闭锁无法提供有效暂态信息的问题。利用DC/DC换流站高压侧支撑电容对注入信号的电气特征响应,即可实现故障区段区别。此外,该方法不需要额外的注入设备且适用于单一MMC换流站的网络,原理简单可靠且定位精度高。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建柔性直流配电网,验证了所提故障定位方法的可行性。     

基于智能电流控制设备的直流配电网故障穿越方法

低压直流配电网常规低压配网开关的开断速度难以保障系统双极短路故障的快速隔离.在配电网中引入了智能电流控制设备,直流变压器低压侧配置改进直流阻断模块,在故障时阻断电源对故障点的短路放电,实现故障电流的快速抑制;馈线开关柜配置阻尼断路器,故障时高速开关快速分断投入阻尼电阻,增大短路回路的阻抗.该方法在馈线出现短路时,可快速隔离故障,故障隔离后通过改进直流阻断模块将电源重新投入系统供电,实现了系统的故障穿越.通过RTDS仿真验证了所述故障穿越控制策略的有效性.     

基于成本分析的柔性直流配电网综合规划方案研究

随着直流分布式发电的高渗透率以及敏感直流电子负载的不断增长,柔性直流配电网络的应用越来越广泛,为比较柔性直流系统与传统交流配电系统,提出基于成本分析的柔性直流配电网规划方案。该方案可确定最优的交直流变电站位置和规模、交直流馈线的布线路线以及中低压侧交直流馈线的长度和容量,其目标函数由投资成本和运营成本组成。提出的柔性直流配网规划方案是在没有预先分配配电系统的地区实施的,并与传统交直流规划方案进行了比较。最后算例结果表明,与常用的交流配电系统相比,采用柔性直流配电方案可降低敏感负载下的总成本,并能提高分布式电源的渗透率。     

配电网用全固态混合式直流断路器研发

直流配电网以其控制灵活、稳定性高、电能质量好等优点,成为了未来配电系统的发展趋势。直流断路器作为直流配电网的保护设备,对于直流配电网的稳定性、安全性有着重要意义。提出了一种在直流配电网中应用的全固态混合式直流断路器方案。该断路器由三条支路构成,其主通流支路由晶闸管串联IGBT构成,转移支路由压接式IGBT构成,能量吸收支路由避雷器构成。对该断路器方案进行了仿真验证,并开发了10kV/1kA试验样机以及相关试验平台。试验样机在10kV和7.5kV电压等级下分别成功开断2kA和5kA短路电流。样机在10kV电压额定通流下效率大于99.94%。     

基于MMC的柔性直流配电网故障定位及保护配置研究

结合深圳多端柔性直流配电示范工程,研究了柔性直流配电网的保护配置和直流线路故障定位方法。首先根据实际工程的电路拓扑结构,明确了柔性直流配电网保护区域的划分方法。其次结合MMC换流器及直流配电网的故障特性,提出了各保护区域的保护配置方案。最后针对直流线路"T"接负荷与微电网的特点,重点介绍了直流线路单极故障、双极故障及断线故障的保护配置和故障定位方法。在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC下搭建了基于MMC的直流配电网仿真模型,通过仿真验证了保护配置策略的正确性和直流线路故障定位的可行性。     

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...     

柔性直流背靠背装置在北京配电网中的应用

随着大城市负荷密度的不断增加,配电网的规模不断扩大,受制于短路容量、电磁环网等问题,城市配电网通常按照高压分区、中压开环的方式运行,导致系统设备利用率降低,可靠性下降。利用柔性直流技术对分割的高压配电网和中压配电网进行互联形成交直流混合配电网,有助于提升电网的可靠性和设备利用率,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。研究了柔性直流背靠背装置在大型城市高压配电网和中压配电网中的应用模式和系统设计方案,并以北京高压配电网为实例,从降低短路电流和提供动态无功支撑两个角度,定量分析了应用柔性直流背靠背装置实现高压配电网分区互联的优势。     

多端柔性直流配电网继电保护控制技术研究

为了确保柔性直流配电网的稳定安全运行,针对多端柔性直流配电网继电保护控制技术展开分析。通过建立多端柔性直流配电网数学模型,按照配电系统结构将其整个划分成若干个控制区域,每个区域包含相应的换流器、直流变压器、直流线路,再采用故障录波器对直流线路故障进行快速定位和隔离控制,以此完成继电保护控制。实验结果表明,设计方法可以实现对配电网运行故障的快速辨识和控制,保障了多端柔性直流配电网的正常运行和供电服务稳定性。     

柔性直流技术在配电网中的应用及运行控制

柔性直流技术应用于配电网可提高配电网的可靠性和灵活性。结合苏州工业园区两端口柔性直流互联的交直流混合配电网,分析了该区域在正常和故障情况下的运行控制策略。正常情况下,采用集中-分区的控制层级模式,利用柔性直流的运行特性和微电网控制技术,支撑新能源消纳、重载风险消除等多个场景。故障情况下,基于柔性直流带无源负荷的供电能力分析模型,通过配网主站系统、柔性直流控制系统和保护装置的协同配合,实现配电网故障的快速处置。     

基于新型柔性故障限流器的多端直流配电网故障隔离策略

针对多端直流系统故障电流峰值高、上升速度快以及无法保证非故障区域供电可靠性的问题,提出一种适用于中高压配电网的级联式新型柔性故障限流器与机械式直流断路器协同作用的故障隔离策略。首先通过微分欠压保护触发柔性故障限流器,实现极间电压箝位效果,抑制故障电流,提高直流系统故障隔离后的动态恢复特性。其次依据直流断路器的分断速度,实现故障限流器动作时间的灵活设置。利用断路器方向纵联保护信号保证故障区域换流站侧故障限流器的持续作用,直至直流断路器动作隔离故障。该策略还可避免换流站闭锁,降低断路器分断速度与开断容量要求,延长断路器使用寿命,提高系统供电可靠性。最后,在MATLAB/Simulink中搭建四端中压配电网模型,并通过仿真验证故障限流器的效果以及所提策略的可行性。     

交直流配电网可靠性对比

为探索高可靠性配电网的发展方向,首次就中压柔性直流配电网的可靠性进行深入研究。建立了换流站、直流变压器和直流断路器的可靠性模型,考虑直流负荷、备用电源和分布式电源的影响,对最小割集法进行改进使其同时适用于交、直流配电网的可靠性评估。以"手拉手"环状网络为例,对比了现有技术条件下交、直流配电网的可靠性。研究表明,现阶段直流配电网的可靠性低于交流配电网;随着直流负荷比例的增大,直流配电网可靠性将得到提高,但效果有限;直流断路器和直流变压器的高故障率才是制约现阶段直流配电网可靠性提高的关键因素。随着电力电子元件的发展,直流配电网的可靠性将逐步接近甚至超越交流配电网。     

考虑柔性负荷接入的配电网规划研究综述与展望

分析了当今配电网规划的需求,确立了柔性负荷资源纳入规划的重要作用。从能量互动方式、调度响应方式、用户及设备类型3个角度提出柔性负荷的分类方式与分类结果。针对柔性负荷接入对配电网规划的影响,从负荷预测、电力平衡、规划优化、规划方案评估四大环节分析了现有规划方法的适应性与不足之处,并提出相应的改进思路与建议。最后,围绕柔性负荷建模、配电大数据挖掘与应用等新型关键技术进行了综述,并对未来配电网建设发展趋势进行了总结与展望。     

基于高阻并联避雷器接地方式的柔性直流配电网保护方法

针对柔性中压直流配电网系统直流线路单极接地故障检测困难的问题,提出一种高阻并联避雷器接地的新型接地方式及其包含自适应放大系数的保护策略。首先讨论了现有的柔性直流配电网接地方式的优缺点,提出了基于联结变压器中性点经高阻并联避雷器的新型接地方式。然后通过理论推导分析了新型接地方式在交直流侧接地故障下的过电压机理和故障特征,根据不同故障下的电压电流特性,提出了相应的直流线路保护策略,实现了差动保护在直流配电网发生故障时准确快速地进行故障识别和故障选线。最后以仿真实例验证了新型接地方式的有效性和所提出的保护方法的可靠性。