【摘 要】
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随着可再生能源分布式发电、分布式储能和电动汽车在配电网层面的大量接入,配电网中有着大量的直流环节。在此背景下,交直流混合主动配电网,通过精简网络结构和增强联络关系,有着提升供电可靠性和电能质量以及节约投资等多方面优势,将可能成为未来配电网的主要形态。目前,国内外有关交直流混合主动配电网的研究已经逐步开展,也取得了不少的成果,但诸多关键技术还有待深入研究。本文聚焦于交直流混合主动配电网的动态特性优化
【基金项目】
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国家重点研发计划“基于微型同步相量测量的智能配电网运行关键技术研究”项目课题四“智能配电网信息集成分析与协调控制技术”(2017YFB0902804);
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随着可再生能源分布式发电、分布式储能和电动汽车在配电网层面的大量接入,配电网中有着大量的直流环节。在此背景下,交直流混合主动配电网,通过精简网络结构和增强联络关系,有着提升供电可靠性和电能质量以及节约投资等多方面优势,将可能成为未来配电网的主要形态。目前,国内外有关交直流混合主动配电网的研究已经逐步开展,也取得了不少的成果,但诸多关键技术还有待深入研究。本文聚焦于交直流混合主动配电网的动态特性优化问题,提出了一种用于抑制交直流混合主动配电网不良动态过程的电流输出型附加控制器,主要研究内容如下:首先,针对含分布式光伏和分布式储能的交直流混合主动配电网,在分析和建立了分布式光伏发电系统、分布式储能系统的数学模型的基础上,建立了整个交直流混合配电网的数学模型,为后续章节展开交直流混合主动配电网的动态特性分析和优化控制奠定了基础。其次,根据所建立的数学模型,利用特征值分析法和时域仿真对交直流混合主动配电网在不同运行模式下的动态特性进行了分析,并阐明了系统呈现的不良动态问题与其中的变流器控制环节的直接相关性。在此基础上,提出了一种电流输出型附加控制器,输出的附加电流叠加至被控变流器的电流采样回路以改变流器的动态特性,并通过仿真验证了所提电流输出型附加控制器在优化动态特性方面的有效性。最后,在原理分析和仿真验证的基础上,设计了所提电流输出型附加控制器的硬件系统,并着重研制了电流输出型附加控制器的最关键单元——电流源输出单元。其中,通过对三相电压同步信号的矢量叠加实现了附加控制器输出电流的高精度移相控制,并采用全模拟电路实现附加控制器以保证快速响应特性和满足低成本要求。所研制的电流源输出单元经过实验室测试,控制特性和带负载能力良好。
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