配电网柔性开关设备关键技术及其发展趋势

柔性开关设备(soft open point,SOP)是一种可在配电网若干关键节点上替代传统联络开关的新型柔性一次设备。随着柔性开关设备的引入,有助于提高配电网运行的安全性、灵活性与可靠性,推动未来配电网形态的改变。文中简要阐述了柔性开关设备的基本原理,对柔性开关设备与传统配电灵活交流输电(distribution flexible AC transmission system,DFACTS)设备进行比较分析。结合柔性开关设备的结构、原理与功能,重点围绕背靠背柔性开关设备梳理了拓扑结构、运行优化、控制保护以及系统接入方面的关键技术。结合现有的工程实践与示范应用,对柔性开关设备装置研发、调控技术、接入模式方面的发展趋势进行了展望。     

柔性多状态开关改进型下垂控制策略

柔性多状态开关(soft open point,SOP)作为可在配电网中替代传统联络开关的新型柔性一次设备,已成为主动配电网领域的研究热点。针对基于模块化多电平变流器(modularmultilevelconverter,MMC)的SOP装置,提出了一种改进型下垂控制策略,将具有功率分配特性的可调下垂系数与基于虚拟惯量的惯性下垂系数相结合。该控制策略可以根据换流站输出功率的变化相应地改变可调下垂系数以改善各端换流站的功率分配能力,提高系统稳定性。此外,该改进型下垂控制策略通过直流电容动态方程将系统频率与直流电压进行耦合,通过快速调整下垂系数调节各端MMC的输出功率,实现对弱交流电网的频率支撑,提高系统可靠性。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了四端SOP系统模型,验证了所提控制策略的正确性与有效性。     

基于自适应虚拟阻抗的虚拟同步机功率解耦控制策略

伴随着分布式能源渗透率的提高,电力系统中同步发电机的装机比例逐渐减小,电力系统的稳定性日益受到挑战,其稳定性分析方法与提高措施均亟待研究。虚拟同步机(VSG)能够在一定程度上为系统提供惯性和阻尼,被视为提高系统稳定性的重要措施。然而,VSG通常接入中低压配电网,不仅呈阻感特性的线路阻抗会造成功率耦合,而且功角过大也会造成功率解耦控制困难。文中分析了线路阻抗及功角所造成的功率耦合机理,并通过建立VSG并网时功率与频率的响应模型,发现有功功率的大幅度增加或电网频率下降都会造成功角变大、无功功率控制出现显著偏离的情况,为此提出了基于自适应虚拟阻抗的VSG功率解耦控制策略。最后,利用PSCAD/EMTDC搭建VSG并网模型,验证了所提出解耦控制策略的正确性与有效性。