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伴随经济社会的飞速发展,对于电力供应的数量和质量要求在同步提高。配电网作为直接面向用户的末端输电网络,配电网的稳定、经济运行直接影响用户的满意程度。传统配电网的辐射状开环网络逐步向环状网络的过渡,可以有效提高用户供电的可靠性。但是基于联络开关联接的配电环网调控方式单一,缺乏主动潮流调控能力,无法实现配电网的经济运行。鉴于目前配电环网主动调控能力不足的问题,本文提出一种基于磁通控制型可调电抗器的配电环网柔性互装置,为配电环网的柔性互联提供一种新方法。本文主要的研究内容如下:
(1)通过文献调查,总结了配电网的特点和面临的主要问题;调研现有的配电网柔性调控手段的原理与各自特点后,进一步分析了各类基于可变阻抗的柔性互联装置的原理与特点,提出基于基于磁通控制型可调电抗器的配电环网柔性互联装置。
(2)研究了双电源双馈线闭环环网潮流分布规律与控制规律,分析了基于可调电抗器的柔性互联装置在配电网潮流控制中的原理,同时针对双电源环网的合环问题、暂态负荷转供问题以及新能源消纳问题,利用所提基于可变阻抗的柔性互联装置给出相应的解决策略,介绍了基于磁通控制的可调电抗器原理,通过仿真验证了磁控可调电抗器的四象限阻抗可调的特性;本文以单相磁控可调电抗器为基础,建立了相应的数学模型,给出了系统的结构框图;从结构框图中分离得到电流跟踪控制框图,设计了电流控制的PI控制器参数;结合可调电抗器部署的实际情况,分析了可调电抗器系统的稳定性;分别分析了电流跟踪过程中比例系数幅值和相位误差对等效阻抗值以及系统稳定性的影响。
(3)针对单相可调电抗器工作绕组基波电流的检测,提出一种检测方案,实现对基波电流信号的快速、精确检测;本文对比了滞环控制与PI控制两种电流跟踪控制策略各自的特点,选取PI控制作为控制策略,同时确定了直流侧电压平衡策略,综合得到可调电抗器的电流跟踪控制策略;本文对电抗器本体的参数与结构进行了优化设计,在保证装置基本性能的前提下,提升了装置运行的稳定性与经济性;本文通过仿真验证了基于磁控可调电抗器的配电环网柔性互联装置各项调控功能,实验结果验证了装置的稳态潮流调控功能。
(1)通过文献调查,总结了配电网的特点和面临的主要问题;调研现有的配电网柔性调控手段的原理与各自特点后,进一步分析了各类基于可变阻抗的柔性互联装置的原理与特点,提出基于基于磁通控制型可调电抗器的配电环网柔性互联装置。
(2)研究了双电源双馈线闭环环网潮流分布规律与控制规律,分析了基于可调电抗器的柔性互联装置在配电网潮流控制中的原理,同时针对双电源环网的合环问题、暂态负荷转供问题以及新能源消纳问题,利用所提基于可变阻抗的柔性互联装置给出相应的解决策略,介绍了基于磁通控制的可调电抗器原理,通过仿真验证了磁控可调电抗器的四象限阻抗可调的特性;本文以单相磁控可调电抗器为基础,建立了相应的数学模型,给出了系统的结构框图;从结构框图中分离得到电流跟踪控制框图,设计了电流控制的PI控制器参数;结合可调电抗器部署的实际情况,分析了可调电抗器系统的稳定性;分别分析了电流跟踪过程中比例系数幅值和相位误差对等效阻抗值以及系统稳定性的影响。
(3)针对单相可调电抗器工作绕组基波电流的检测,提出一种检测方案,实现对基波电流信号的快速、精确检测;本文对比了滞环控制与PI控制两种电流跟踪控制策略各自的特点,选取PI控制作为控制策略,同时确定了直流侧电压平衡策略,综合得到可调电抗器的电流跟踪控制策略;本文对电抗器本体的参数与结构进行了优化设计,在保证装置基本性能的前提下,提升了装置运行的稳定性与经济性;本文通过仿真验证了基于磁控可调电抗器的配电环网柔性互联装置各项调控功能,实验结果验证了装置的稳态潮流调控功能。