信息物理環(huán)境下基于電力電子變壓器的跨臺(tái)區(qū)光伏消納策略
發(fā)布時(shí)間:2021-01-14 09:21
高比例光伏接入低壓配電網(wǎng)易導(dǎo)致潮流反轉(zhuǎn)和電壓越限問(wèn)題。在基于電力電子變壓器(PET)互聯(lián)的交直流配電網(wǎng)中,通過(guò)PET之間的功率互濟(jì)實(shí)現(xiàn)光伏消納,可有效降低潮流反轉(zhuǎn)和電壓越限的概率,如何協(xié)調(diào)交互功率是關(guān)鍵問(wèn)題。配電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)(CPS)集中控制可實(shí)現(xiàn)優(yōu)化分配,但大規(guī)模配電網(wǎng)中難以保證通信質(zhì)量。為此,提出了一種基于改進(jìn)下垂特性的雙模式自適應(yīng)控制(DBAC)方法,以直流母線(xiàn)電壓為全局變量,以各臺(tái)區(qū)PET的端口狀態(tài)為局部變量,通過(guò)引入傳輸因子,實(shí)現(xiàn)PET端口在發(fā)送或接收功率模式之間的平滑切換;通過(guò)引入不平衡因子,實(shí)現(xiàn)光伏功率在接收臺(tái)區(qū)之間按需分配;無(wú)需跨臺(tái)區(qū)通信和集中控制,即可實(shí)現(xiàn)跨臺(tái)區(qū)PET之間的功率互濟(jì)。為了驗(yàn)證所提策略的正確性和有效性,構(gòu)建了由先進(jìn)配電網(wǎng)小步長(zhǎng)仿真機(jī)、OPNET和配電主站組成的配電網(wǎng)CPS仿真平臺(tái),建立了基于PET的交直流配電網(wǎng)信息物理模型。仿真算例的結(jié)果驗(yàn)證了所提DBAC方法可實(shí)現(xiàn)高比例光伏跨臺(tái)區(qū)消納。
【文章來(lái)源】:電力自動(dòng)化設(shè)備. 2020,40(12)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:11 頁(yè)
【部分圖文】:
四端口PET的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
自適應(yīng)工作模式1的調(diào)節(jié)曲線(xiàn)如圖2所示,PET檢測(cè)臺(tái)區(qū)交流端口、直流端口的功率,確定本臺(tái)區(qū)的功率剩余情況,自動(dòng)調(diào)節(jié)下垂曲線(xiàn),當(dāng)互聯(lián)端口需要輸出光伏功率時(shí),運(yùn)行點(diǎn)由A轉(zhuǎn)移到B,互聯(lián)端口開(kāi)始向中壓直流母線(xiàn)注入功率,這必然導(dǎo)致直流母線(xiàn)電壓升高,繼而系統(tǒng)運(yùn)行于點(diǎn)C,經(jīng)過(guò)補(bǔ)償因子ε修正后,實(shí)現(xiàn)無(wú)差調(diào)節(jié),最終系統(tǒng)運(yùn)行于點(diǎn)D。本文所提方法在保證互聯(lián)直流母線(xiàn)電壓穩(wěn)定的前提下,實(shí)現(xiàn)了剩余光伏功率的輸出。自適應(yīng)工作模式2:互聯(lián)端口運(yùn)行于吸收功率狀態(tài),即Pout<0。當(dāng)PET的互聯(lián)端口輸出功率至互聯(lián)直流母線(xiàn)時(shí),母線(xiàn)電壓上升,傳統(tǒng)下垂控制可根據(jù)母線(xiàn)電壓波動(dòng)實(shí)現(xiàn)功率的吸收。但是,傳統(tǒng)下垂控制一般根據(jù)互聯(lián)變流器的容量設(shè)置下垂特性系數(shù),采用固定的下垂特性系數(shù)存在直流電壓質(zhì)量低、功率分配特性差等缺點(diǎn)。針對(duì)上述缺點(diǎn),本文引入受端臺(tái)區(qū)本地不平衡因子β,將式(13)改寫(xiě)為式(17),目的是在直流電壓變化量相同的情況下,使互聯(lián)端口按照各臺(tái)區(qū)的不平衡功率比例實(shí)現(xiàn)吸收功率的合理分配。
自適應(yīng)工作模式2的調(diào)節(jié)曲線(xiàn)及下垂特性系數(shù)曲線(xiàn)如圖3所示。由圖3(a)可知,在同一直流電壓下,吸收功率可按不平衡功率比例合理分配。DBAC方法的控制函數(shù)可表示如下:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]三相級(jí)聯(lián)H橋型電力電子變壓器電容值設(shè)計(jì)方法[J]. 王哲,李耀華,李子欣,趙聰,高范強(qiáng),張航,王平,張宸宇. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2020(01)
[2]基于下垂移相的三端口直流能量路由器功率協(xié)調(diào)控制策略[J]. 涂春鳴,欒思平,肖凡,蘭征. 電網(wǎng)技術(shù). 2019(11)
[3]含分布式光伏的多級(jí)變壓交直流混合配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性評(píng)估[J]. 高爽,盛萬(wàn)興,徐斌,彭昱皓. 電網(wǎng)技術(shù). 2019(05)
[4]基于雙主動(dòng)橋輸入輸出電流協(xié)調(diào)控制的二次紋波電壓抑制策略[J]. 許加柱,韋杰,潘宏杰,郝銘軒,王濤. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2019(04)
[5]一種新型的能量路由器結(jié)構(gòu)及其控制策略的研究[J]. 艾欣,榮經(jīng)國(guó),呂正,李云凝,王坤宇. 電網(wǎng)技術(shù). 2019(04)
[6]智能配電網(wǎng)電壓跌落下的電力電子變壓器運(yùn)行研究[J]. 袁義生,唐喆. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2019(02)
[7]基于電力電子變壓器的交直流混合系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行控制關(guān)鍵技術(shù)及研究框架[J]. 蒲天驕,李燁,陳乃仕,孫英云,穆云飛,董雷,孔力. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(09)
[8]基于電力電子變壓器的交直流混合配電網(wǎng)功率-電壓協(xié)調(diào)控制[J]. 劉向龍,劉友波,張宸宇,陳亮,劉俊勇,柳丹. 電工電能新技術(shù). 2019(02)
[9]電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)建模與仿真驗(yàn)證平臺(tái)研究[J]. 王云,劉東,翁嘉明,嚴(yán)光升,雍軍,戴暉. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(01)
[10]交直流混合配電系統(tǒng)形態(tài)、控制與穩(wěn)定性研究[J]. 孔力,裴瑋,葉華,張學(xué),厲澤坤,劉垚,金吉. 電工電能新技術(shù). 2017(09)
本文編號(hào):2976644
【文章來(lái)源】:電力自動(dòng)化設(shè)備. 2020,40(12)北大核心
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【部分圖文】:
四端口PET的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
自適應(yīng)工作模式1的調(diào)節(jié)曲線(xiàn)如圖2所示,PET檢測(cè)臺(tái)區(qū)交流端口、直流端口的功率,確定本臺(tái)區(qū)的功率剩余情況,自動(dòng)調(diào)節(jié)下垂曲線(xiàn),當(dāng)互聯(lián)端口需要輸出光伏功率時(shí),運(yùn)行點(diǎn)由A轉(zhuǎn)移到B,互聯(lián)端口開(kāi)始向中壓直流母線(xiàn)注入功率,這必然導(dǎo)致直流母線(xiàn)電壓升高,繼而系統(tǒng)運(yùn)行于點(diǎn)C,經(jīng)過(guò)補(bǔ)償因子ε修正后,實(shí)現(xiàn)無(wú)差調(diào)節(jié),最終系統(tǒng)運(yùn)行于點(diǎn)D。本文所提方法在保證互聯(lián)直流母線(xiàn)電壓穩(wěn)定的前提下,實(shí)現(xiàn)了剩余光伏功率的輸出。自適應(yīng)工作模式2:互聯(lián)端口運(yùn)行于吸收功率狀態(tài),即Pout<0。當(dāng)PET的互聯(lián)端口輸出功率至互聯(lián)直流母線(xiàn)時(shí),母線(xiàn)電壓上升,傳統(tǒng)下垂控制可根據(jù)母線(xiàn)電壓波動(dòng)實(shí)現(xiàn)功率的吸收。但是,傳統(tǒng)下垂控制一般根據(jù)互聯(lián)變流器的容量設(shè)置下垂特性系數(shù),采用固定的下垂特性系數(shù)存在直流電壓質(zhì)量低、功率分配特性差等缺點(diǎn)。針對(duì)上述缺點(diǎn),本文引入受端臺(tái)區(qū)本地不平衡因子β,將式(13)改寫(xiě)為式(17),目的是在直流電壓變化量相同的情況下,使互聯(lián)端口按照各臺(tái)區(qū)的不平衡功率比例實(shí)現(xiàn)吸收功率的合理分配。
自適應(yīng)工作模式2的調(diào)節(jié)曲線(xiàn)及下垂特性系數(shù)曲線(xiàn)如圖3所示。由圖3(a)可知,在同一直流電壓下,吸收功率可按不平衡功率比例合理分配。DBAC方法的控制函數(shù)可表示如下:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]三相級(jí)聯(lián)H橋型電力電子變壓器電容值設(shè)計(jì)方法[J]. 王哲,李耀華,李子欣,趙聰,高范強(qiáng),張航,王平,張宸宇. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2020(01)
[2]基于下垂移相的三端口直流能量路由器功率協(xié)調(diào)控制策略[J]. 涂春鳴,欒思平,肖凡,蘭征. 電網(wǎng)技術(shù). 2019(11)
[3]含分布式光伏的多級(jí)變壓交直流混合配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性評(píng)估[J]. 高爽,盛萬(wàn)興,徐斌,彭昱皓. 電網(wǎng)技術(shù). 2019(05)
[4]基于雙主動(dòng)橋輸入輸出電流協(xié)調(diào)控制的二次紋波電壓抑制策略[J]. 許加柱,韋杰,潘宏杰,郝銘軒,王濤. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2019(04)
[5]一種新型的能量路由器結(jié)構(gòu)及其控制策略的研究[J]. 艾欣,榮經(jīng)國(guó),呂正,李云凝,王坤宇. 電網(wǎng)技術(shù). 2019(04)
[6]智能配電網(wǎng)電壓跌落下的電力電子變壓器運(yùn)行研究[J]. 袁義生,唐喆. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2019(02)
[7]基于電力電子變壓器的交直流混合系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行控制關(guān)鍵技術(shù)及研究框架[J]. 蒲天驕,李燁,陳乃仕,孫英云,穆云飛,董雷,孔力. 電網(wǎng)技術(shù). 2018(09)
[8]基于電力電子變壓器的交直流混合配電網(wǎng)功率-電壓協(xié)調(diào)控制[J]. 劉向龍,劉友波,張宸宇,陳亮,劉俊勇,柳丹. 電工電能新技術(shù). 2019(02)
[9]電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)建模與仿真驗(yàn)證平臺(tái)研究[J]. 王云,劉東,翁嘉明,嚴(yán)光升,雍軍,戴暉. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(01)
[10]交直流混合配電系統(tǒng)形態(tài)、控制與穩(wěn)定性研究[J]. 孔力,裴瑋,葉華,張學(xué),厲澤坤,劉垚,金吉. 電工電能新技術(shù). 2017(09)
本文編號(hào):2976644
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