基于B2B-MMC的柔性互联变电站优化调度方法

针对传统变电站内主变之间采用单母线分段开关难以准确调控潮流问题,提出一种基于背靠背模块化多电平换流器（B2B-MMC）的柔性互联变电站优化调度方法。首先,提出含柔性互联变电站的配电网架构,实现潮流的连续性控制及多区域间互相协调;然后,设计柔性互联变电站架构下的一种潮流优化调度方法,采用遗传算法对换流器进行赋值,利用改进交替迭代法进行潮流计算,实现配电网潮流的主动调控;最后,通过仿真模型验证了本文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。     

柔性直流互联电网的孤岛频率快速控制技术

区域小电网同时通过交流及柔性直流输电通道与其他大电网连接的互联电网,当交流输电通道故障导致区域小电网孤岛时,柔性直流系统的定有功功率控制方式限制了大电网对孤岛的支援能力。根据柔性直流系统具有潮流控制快速可靠的特点,设计了一种基于离线计算与在线判断相结合的柔性直流互联电网的孤岛频率快速控制方案。首先,通过离线策略初步确定功率缺额,随后根据在线频率变化率判定采取粗调或精调的实际控制措施,用于粗调的离线计算结果使得在线判断时计算量小、采样少,动作快速;用于精调的频率限制控制器(frequency limit controller,FLC)可以实现无差调节,能够对粗调结果进行补充,增强可靠性,并能与区域电网的切机(负荷)措施紧密配合。仿真结果表明,所提的故障孤岛频率快速控制方案能够有效解决孤岛系统频率稳定问题。     

分区互联配电网异步孤岛模式切换策略研究

大规模分布式电源的存在允许配电网通过网络重构改变供电方式,实现部分区域在必要时刻以异步孤岛形式运行。但配电网运行方式的改变必然伴随着关键换流器控制模式的切换和参数的调整,如何平稳地实现配电分区在并网和孤岛之间的转换是实现有源配电网安全可靠运行的重要内容。针对通过软开关（soft open point, SOP）实现柔性互联的配电分区,分析了该系统由并网转为异步孤岛运行的暂态特性,提出了基于参考功率自适应的改进下垂控制策略,并采用状态跟踪方法降低了配电网运行状态切换时刻的暂态波动,实现了配电网运行方式的平滑切换。在PSCAD/EMTDC环境下搭建了仿真模型进行验证,结果表明,所提控制方法可有效提升分区互联有源配电网运行的灵活性。     

基于储能型柔性互联装置的配电网孤岛恢复方法

为有效发挥储能型柔性软开关（soft open points with energy storage,E-SOP）灵活的故障恢复能力,提出了基于E-SOP的柔性互联配电网孤岛划分和故障恢复方法。首先,构建了双端变压器故障后,基于E-SOP的柔性互联配电网故障恢复模型;其次,以负荷恢复容量最大为目标,综合考虑功率平衡约束、E-SOP容量约束和电压约束,提出了基于拓扑搜索的柔性互联配电网孤岛快速划分和故障恢复方法;最后,对所提柔性互联配电网孤岛划分和故障恢复方法进行仿真分析。仿真结果表明所提柔性互联配电网孤岛划分方法计算速度快、划分效果好,能有效满足快速供电恢复的要求。     

基于背靠背MMC的柔性互联变电站系统小信号模型

介绍动态系统的Lyapunov线性化方法,并依此作为理论依据对柔性互联变电站(FIPS)中双端背靠背模块化多电平换流器(MMC)和控制系统进行建模;考虑到变电站作为交、直流系统连接的关键节点,将模型拓展至交、直流系统,再将各部分模型整合到一起构成基于背靠背MMC的FIPS系统小信号模型,即整体模型包括MMC、控制系统、交流系统和直流系统四个部分。通过MATLAB实现所得全局系统的小信号模型,并在不同工况下与PSCAD/EMTDC暂态模型所得波形进行对比,验证了所建小信号模型的准确性。     

基于自适应虚拟惯量的孤岛VSG频率动态响应控制

虚拟同步发电机受扰时,恒定虚拟惯量无法适应不同运行时段内频率动态响应性能的需求.提出一种自适应虚拟惯量控制策略,采用角速度偏差和角速度偏差与角速度变化率乘积对虚拟转动惯量进行补偿.控制策略可调节不同时段的虚拟惯量从而提高孤岛虚拟同步发电机受扰后的频率稳定性,且平衡了频率响应快速性与抑制频率振荡之间的矛盾.最后通过MAT...     

基于柔性直流输电的异步互联系统频率支援控制方法综述

利用基于电压源换流器的柔性直流输电(VSC-HVDC)的快速功率控制能力实现异步互联的交流电网间的频率支援,可以充分发挥全系统备用容量的调节能力,提高互联系统的安全性和稳定性。综述了国内外该领域的研究现状,详细介绍了基于通信的主从控制、利用电压传递频率波动的主从控制、附加频率调节的下垂控制以及基于虚拟同步机特性的控制等不同方法的基本原理。通过统一的仿真模型对比分析了各种方法的控制特点和性能,从工程应用角度总结了这些方法的优缺点以及进一步研究的方向。     

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。     

柔性直流互联孤岛微网群的分布式频率协同控制

柔性直流输电是解决多个微网集成聚合问题的最佳选择之一,但传统控制下,直流输电会导致微网间频率解耦,使微网间无法形成频率支撑。为此,以一致性理论为基础,提出一种全新的分布式频率控制结构,并设计了与之匹配的协同控制策略。在该策略中,通过微网间的接口换流站来实现微网间频率调控目标,并利用微网内分布式单元间的协作解决微网内频率恢复、备用容量精确分配等调控问题。控制策略在系统中的稳定性通过Lyapunov直接法进行了论证。最后,通过仿真验证了所提策略的有效性和“即插即用”性能。     

柔性直流输电系统自适应虚拟惯性调频控制策略

针对传统控制策略下柔性直流输电系统接入交流电网后无法为系统提供惯性以及参与调频的问题,提出了一种考虑频率稳定的自适应虚拟惯性调频控制策略.在直流侧保持下垂特性,自动分配直流功率的同时,使柔性直流输电系统能够参与二次调频,实现交流侧频率的无差调节.另外,通过虚拟惯性控制,进一步提高系统频率稳定性和惯性,改善二次调频控制所...     

软母线连接电气设备地震模拟振动台试验研究

为研究地震作用下变电站软母线连接电气设备间的动力相互作用,进行实际设备与软母线连接体系的地震模拟振动台试验。通过对设备间无软母线以及连接不同松弛度软母线的设备动力响应的比较分析,得出软母线对电气设备的影响规律,验证了理论计算模型的正确性。在软母线松弛度较大时,软母线连接电气设备体系的响应与单体设备的响应差别不大。在软母线松弛度较小时,软母线与电气设备间产生了非常明显的相互作用,且这种相互作用在地震动幅值较小时,会对设备产生约束作用;在地震动幅值较大时,由于剧烈的动力效应,母线内会产生较大的张力,对设备产生不利的影响。在进行变电站软母线连接设备的抗震设计中,需要考虑强震作用下母线的影响。     

微电网孤岛模式下多种下垂控制策略的研究

在以逆变器为接口的微电网系统中,逆变电源组网控制技术是实现微电网的关键问题之一。作为自治系统的微电网,具有脱网孤岛运行的能力,为了满足负荷变化对系统电压和频率提出的要求,需要针对微电网中的微电源采取相关的控制策略。分析了微电网孤岛运行时各个微电源逆变接口在不同线路阻抗特性下的功率传输特性,给出了相应的下垂控制策略。采用坐标旋转的虚拟功率下垂控制策略,实现了功率的解耦控制,更接近工程实践。通过线性组合定义了类功率变量,而提出了类功率下垂控制策略。同时设计了基于虚拟功率和类功率的功率控制器。最后给出了下垂控制策略的不足,提出了需要深入研究的问题。     

柔性接入微电网的改进VF控制策略

针对背靠背变流器(back-to-back converter,BTBC)采用传统恒压恒频(VF)控制时存在阻尼较小、抗干扰能力弱的问题,提出一种改进VF控制策略,利用有源阻尼原理,对传统VF控制环进行改进,在比例控制的基础上引入微分控制环节并推导分析其传递函数表达式,使系统的稳定性及动态性能得到提升.在PSCAD/E...     

面向柔性开发模式的变电站虚拟仿真引擎

针对变电站仿真,提出了以变电站虚拟仿真引擎为核心的构件化柔性开发模式。介绍了变电站虚拟仿真引擎的概念和架构,并使用组件对象模型（COM）技术、3D建模技术,通过对开源Torque游戏引擎的改造最终实现该引擎。应用结果表明,基于该引擎开发不同的变电站虚拟仿真仅需进行虚拟场景的布局以及仿真逻辑的编程,从而大幅提高虚拟仿真系...     

基于Dd匹配变和SVG的牵引变电所群贯通供电系统负序治理方案及控制策略

牵引变电所群贯通供电方案是解决长大坡道、外部电源短路容量小且接口少的电气化铁路供电问题的有效技术手段之一.针对牵引变电所群贯通供电系统负序治理问题,提出了一种基于Dd匹配变和静止无功发生器(static var generator,SVG)的负序治理方案及控制策略.介绍了牵引变电所群贯通供电系统的结构,分析了其各端口电...     

基于改进型下垂控制的微电网多主从混合协调控制

考虑到微电网中包含有多个分布式电源,需要根据分布式电源的类型采用不同的控制方法,从而实现不同的协调控制策略。在对传统的下垂控制进行改进的基础上,考虑到传统主从控制与对等控制的优缺点,提出了将改进型下垂控制应用到介于主从控制与对等控制之间的一种混合控制方法中,即两个或两个以上的分布式电源采用改进型下垂控制,并将这些下垂微电源整体作为主控部分,其余的微电源采用恒功率控制作为从控部分。最后,在MATLAB/Simulink软件中搭建了多下垂混合控制的微电网模型和传统的主从控制微电网模型,对两种控制的微电网分别进行孤岛、并网、投切负荷等操作进行了仿真比较,并分析了运行中各项参数变化的影响。仿真结果表明多下垂混合控制相比于传统的主从控制具有更好的适应性和稳定性。