【摘要】：配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中的重要組成部分,也是用戶從電網(wǎng)中獲取電能的關(guān)鍵。交流系統(tǒng)以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟等優(yōu)勢(shì)在配電中占主導(dǎo)地位;但隨著分布式電源的發(fā)展及直流負(fù)荷的快速增長(zhǎng),傳統(tǒng)交流配電的局限性逐步表現(xiàn)出來(lái)。于是相關(guān)學(xué)者提出了交直流配電網(wǎng)的概念,其以符合能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求,并具備電能質(zhì)量高、電能損耗低、可控性好等優(yōu)勢(shì)而受到廣泛的關(guān)注。在此背景下,以兩端供電型的交直流配電網(wǎng)為研究對(duì)象,提出了一種新型的優(yōu)化控制策略,使得系統(tǒng)在正常及故障狀態(tài)下均具有較好的控制效果。首先,介紹了幾種常見(jiàn)交直流配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并從供電可靠性、電能質(zhì)量等幾個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行分析。建立了兩端供電型配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及各單元的數(shù)學(xué)模型;進(jìn)一步建立了以系統(tǒng)總電能損耗和電壓偏差最小為優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化調(diào)度模型。其次,針對(duì)傳統(tǒng)主從控制及對(duì)等控制的特點(diǎn),提出了一種基于不同時(shí)間尺度的分層控制,將兩種控制的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。在較短時(shí)間尺度內(nèi),第1層控制協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各換流站共同為直流子網(wǎng)提供電壓支撐;第2層通過(guò)切換儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制策略以減小系統(tǒng)在惡劣運(yùn)行狀態(tài)下的電壓偏差;在較長(zhǎng)時(shí)間尺度內(nèi),第3層優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)通過(guò)最優(yōu)潮流計(jì)算為下層控制提供優(yōu)化調(diào)度指令,使得系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)運(yùn)行于最優(yōu)狀態(tài)。另外分析了在系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)改變時(shí),各層控制之間的協(xié)調(diào)配合及相互影響。最后,分別對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行、調(diào)度故障和直流斷線故障進(jìn)行仿真,驗(yàn)證本文控制方法的有效性。通過(guò)分析系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)改變時(shí)各可控單元控制策略的切換及輸出功率的調(diào)整,并與傳統(tǒng)控制策略的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,可知:本文控制一方面能改善系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)且對(duì)通訊要求較低;另一方面在發(fā)生調(diào)度故障和直流斷線故障運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)也能穩(wěn)定地運(yùn)行。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM721
【圖文】：

圖 1-1 芬蘭 Elenia Oy 公司交直流配電線路典型結(jié)構(gòu)圖2006 年，日本大阪大學(xué)設(shè)計(jì)基于雙極型結(jié)構(gòu)的交直流混合微電網(wǎng)，將±170V的直流母線經(jīng)換流器接到 230V 交流電網(wǎng)，在直流側(cè)并入光伏電池及儲(chǔ)能系統(tǒng)[8]，并對(duì)其特性進(jìn)行了研究，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 1-2 所示。韓國(guó)政府專(zhuān)門(mén)成立了智能微電網(wǎng)研究中心，2007 年由明知大學(xué)牽頭準(zhǔn)備搭建起直流微電網(wǎng)，主要研發(fā)直流電分配、功率變換器和控制通訊三個(gè)方面。

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文即插即用。圖 1-1 芬蘭 Elenia Oy 公司交直流配電線路典型結(jié)構(gòu)圖2006 年，日本大阪大學(xué)設(shè)計(jì)基于雙極型結(jié)構(gòu)的交直流混合微電網(wǎng)，將±170V的直流母線經(jīng)換流器接到 230V 交流電網(wǎng)，在直流側(cè)并入光伏電池及儲(chǔ)能系統(tǒng)[8]，并對(duì)其特性進(jìn)行了研究，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 1-2 所示。韓國(guó)政府專(zhuān)門(mén)成立了智能微電網(wǎng)研究中心，2007 年由明知大學(xué)牽頭準(zhǔn)備搭建起直流微電網(wǎng)，主要研發(fā)直流電分配、功率變換器和控制通訊三個(gè)方面。

目前交流系統(tǒng)發(fā)展比較成熟，但交直流配電網(wǎng)發(fā)展較為緩慢，其主要原因是交直流變電設(shè)備、保護(hù)裝置、最優(yōu)潮流、控制策略等方面的研究存在著不足。各部分分析如下：1）直流斷路器：斷路器是將電網(wǎng)和故障部分隔開(kāi)的必要設(shè)備，其在保護(hù)配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行、限制系統(tǒng)過(guò)負(fù)荷等方面起著關(guān)鍵作用。如今交流斷路器技術(shù)較為成熟，其原理為在電流過(guò)零點(diǎn)時(shí)使用斷路器切除線路，同時(shí)配合著滅弧裝置使得線路隔開(kāi)時(shí)不發(fā)生過(guò)電壓、擊穿、放電等現(xiàn)象。但直流系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)有別于交流系統(tǒng)，其電流在運(yùn)行時(shí)方向不變，無(wú)法使用類(lèi)似于交流系統(tǒng)的隔離方法，且系統(tǒng)中感性元件所儲(chǔ)存的能量增加了線路斷開(kāi)的難度。為了解決這些問(wèn)題，未來(lái)直流斷路器的研究重點(diǎn)主要在于：1）斷開(kāi)電流時(shí)熄滅電�。�2）抑制線路斷開(kāi)時(shí)感性元件產(chǎn)生的過(guò)電壓，同時(shí)吸收感性原件儲(chǔ)存的能量[19]。ABB 公司已研制出混合式的直流斷路器[20]，其主要由快速機(jī)械隔離開(kāi)關(guān)（UFD）；負(fù)載轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（LCS）；主斷路器（MCB）；殘余電流斷路器（RCB）；限流電抗器（R）；控制保護(hù)系統(tǒng)（C&P）六部分串聯(lián)組成。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 1-3 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2797070