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电力系统自动化 2018年第22期42卷 151-158页

作者：李鹏连攀杰陈安伟李闻李鑫明汪乐天华北电力大学电气与电子工程学院河北省保定市071003 国网浙江省电力有限公司浙江省杭州市310007

交直流混合微网综合了交流微网和直流微网的优势,为高密度分布式能源接入配电网提供了新的有效途径。交直流混合微网中交直潮流断面由多台AC/DC双向换流器构成,在维持交流区和直流区的功率动态平衡、交流侧频率和直流侧电压恒定等方面... 详细信息

交直流混合微网综合了交流微网和直流微网的优势,为高密度分布式能源接入配电网提供了新的有效途径。交直流混合微网中交直潮流断面由多台AC/DC双向换流器构成,在维持交流区和直流区的功率动态平衡、交流侧频率和直流侧电压恒定等方面起着关键作用。针对多台AC/DC双向换流器的并联运行,基于变步长自适应逆控制理论,提出了一种多台AC/DC双向换流器的分散协调控制方法。该方法兼具了下垂控制与自适应逆控制的优势,既可以使各双向换流器按照额定容量进行有功功率的协调分配,又可以实现对直流母线电压或交流区频率的零误差调节,并获得相较于自适应逆控制更优的动态响应。最后,结合国内首个商业化运营的交直流混合微网示范工程进行仿真实验,验证了所提控制方法的正确性和可行性。

关键词：微网(微电网) 交直流混合双向换流器分散协调控制自适应逆理论

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高压直流三极输电技术

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电网技术 2013年第8期37卷 2336-2342页

作者：文俊温家良殷威扬别晓玉吴婧韩民晓华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206 国网智能电网研究院北京市海淀区100192 国网北京经济技术研究院北京市西城区100052

高压直流三极输电技术采用电流调制控制模式,同时利用三相导线,只需要对线路进行有限改造,就可有效提升原线路输送容量。因此高压直流三极输电技术是潜在的解决输电线路输送容量瓶颈效应的有效方案。为进一步推动高压直流三极输电技术... 详细信息

高压直流三极输电技术采用电流调制控制模式,同时利用三相导线,只需要对线路进行有限改造,就可有效提升原线路输送容量。因此高压直流三极输电技术是潜在的解决输电线路输送容量瓶颈效应的有效方案。为进一步推动高压直流三极输电技术的研究和应用,介绍了该技术的发展历程、系统结构、电流调制原理以及运行方式,详细分析了高压直流三极输电与常规高压直流输电相比的技术优势和经济特点,最后针对该技术的工程应用提出了需要重点研究的几个关键领域。

关键词：高压直流三极输电电流调制交直流转换输电线路增容双向换流器双向换流阀

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交直流混合微网经济调度方法研究

交直流混合微网经济调度方法研究

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作者：狄开丽华北电力大学

学位级别：硕士

交直流混合微网可综合发挥交流微网与直流微网的互补优势,不仅能够满足用户多元化的电力需求,还可以节能降损、提高微网的运行调控水平,是微网技术发展的必然趋势之一。然而,交直流混合微网的研究还处于初步探索阶段,相关理论和技术尚... 详细信息

交直流混合微网可综合发挥交流微网与直流微网的互补优势,不仅能够满足用户多元化的电力需求,还可以节能降损、提高微网的运行调控水平,是微网技术发展的必然趋势之一。然而,交直流混合微网的研究还处于初步探索阶段,相关理论和技术尚未成熟,众多问题亟待解决,经济调度能够更好地发挥交直流混合微网的优势,是微网研究领域的重要课题。因兼顾交流与直流的优势,交直流混合微网可有效减少换流设备引起的损耗,提高微网的运行效率和可再生能源的消纳率,具有节能环保的特点。碳交易机制亦符合低碳经济及节能环保的理念,是关乎国家可持续发展战略的重要问题,将碳交易机制引入交直流混合微网的经济调度中,能够在满足经济性的条件下,减少系统的碳排放量,达到更优的环保效益,实现经济效益与环境效益的双赢。本文围绕交直流混合微网经济调度问题展开研究。阐述了本课题的研究背景及意义,梳理了交直流混合微网的国内外发展动态;研究了碳交易机制相关概念和碳排放权初始分配模式,构建了适合于交直流微网的碳排放限额分配方式,并结合可控机组减排特性设计了交直流混合微网碳交易量计算方法;对交直流混合微网的微源、储能装置及换流器进行建模,并在此基础上建立了交直流混合微网经济调度模型,针对该优化问题及混合微网的结构特点,提出了协同进化改进黑洞算法进行求解。所提算法中,协同进化框架用于将交直流混合微网多目标优化问题拆分为交流子区域优化问题和直流子区域优化问题,改进黑洞算法用于子优化问题的求解,该混合智能算法能够达到计算速度和收敛精度的整体提升;仿真算例中,得到了微网经济调度方案,验证了所提模型及算法的有效性,并对比了碳交易机制的引入和双向换流器损耗的计入对交直流混合微网经济调度的影响。结果表明,等权重调度在经济效益和环保效益上均具有更强的优势,双向换流器损耗的计入可改变可控微源出力及两区域的功率流动情况,更加贴合实际。

关键词：交直流混合微网经济调度碳交易机制协同进化改进黑洞算法双向换流器

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交直流混合微电网保护策略研究

交直流混合微电网保护策略研究

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作者：何雪燕华北电力大学

学位级别：硕士

随着微电网逐渐成为研究的热潮,微电网的拓扑结构、运行控制、保护策略等方面的研究都必将进入快速发展时期,但就现状而言,仍然存在很多的不足及没有解决的难题。目前,有关混合微电网保护策略的研究内容很少,并且由于微电网故障特征的... 详细信息

随着微电网逐渐成为研究的热潮,微电网的拓扑结构、运行控制、保护策略等方面的研究都必将进入快速发展时期,但就现状而言,仍然存在很多的不足及没有解决的难题。目前,有关混合微电网保护策略的研究内容很少,并且由于微电网故障特征的特殊性及分布式电源的不确定性等都给保护原理带来了很大的难题。为了解决这些问题,本文进行了以下研究:1)通过对分布式电源并入交流微电网以及直流微电网的控制策略的详细分析,以及对微电网控制模式的进一步研究,在PSCAD中搭建了混合微电网的仿真模型,并通过仿真验证了该模型的运行可靠性;2)在交流微电网中设置各种故障类型,分析采用不同控制策略的分布式电源的故障特征,给出了分布式电源在故障附加电路中的等效模型,进而得到交流微电网的故障附加电路,仿真验证了采用突变量方向判断故障方向的正确性;3)考虑到双向换流器的控制策略与并网与交流微电网的分布式电源的不同,分析了双向换流器的控制策略对采用突变量判断故障方向的影响,在交、直流母线的联络线交流侧设置故障进行了仿真验证;分析了直流侧发生故障时的故障特征,进而给出了适用的保护原理,提出了双向换流器的保护方案;4)借鉴我校微机继电保护实验装置,完成对实验装置基本功能的设计;对硬件电路设计部分进行了详细说明,给出了电压形成回路、模式转换电路、开关量输入电路、开关量输出电路、以太网接口电路的设计方案;对本试验装置采用的由ARM+DSP共同构成的双核系统进行了描述,并分析了它们的特点;给出了DSP中基于傅立叶算法的程序框图,对DSP和ARM如何交换数据进行了说明,最后给出了详细的保护开发流程。综上,本文在总结前人成果的基础上,搭建了PSCAD仿真模型,对交直流混合微电网进行了故障分析,并提出了适合的保护方案,为交直流混合微电网的可靠运行提供了保障。

关键词：突变量方向双向换流器继电保护实验装置

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交直流混合微网鲁棒控制方法研究

交直流混合微网鲁棒控制方法研究

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作者：马显华北电力大学

学位级别：硕士

交直流混合微网为高密度可再生能源接入配网及分布式发电的规模化应用提供了有效的技术途径,已逐渐成为当今电气领域最新研究热点之一。交直流混合微网中各类双向换流器控制性能的优劣影响系统的稳定。微网运行方式的改变导致的交直流... 详细信息

交直流混合微网为高密度可再生能源接入配网及分布式发电的规模化应用提供了有效的技术途径,已逐渐成为当今电气领域最新研究热点之一。交直流混合微网中各类双向换流器控制性能的优劣影响系统的稳定。微网运行方式的改变导致的交直流混合微网网络等值参数和运行参数的变化,以及各类电气设备的老化导致的期望工作点偏移,都将引起微网中的双向换流器等控制对象参数摄动的问题,影响微网控制的动态性能品质。鲁棒控制是一种实用性较强的现代控制方法,能够保证交直流混合微网系统的标称性能和鲁棒性能。因此,研究交直流混合微网的鲁棒控制问题具有十分重要的意义。本文首先研究了交直流混合微网的基本运行机理,分析了系统不确定性及鲁棒控制理论体系。然后在直流子网中,将电压稳定控制作为双向DC/DC换流器的控制目标,提出一种DC/DC换流器的非线性鲁棒控制策略。该策略通过调控储能单元内能量,跟踪并平抑子网内部功率波动,维持直流母线电压稳定的同时确保系统的鲁棒特性。随后,针对交流子网中频率波动及控制对象参数摄动的问题,提出了一种基于H混合灵敏度的微网频率控制方法,控制交流区域频率并使之保持稳定。该方法将传统控制方法与混合灵敏度优化理论相结合,通过将实际控制问题转化为混合灵敏度问题,设计了频率鲁棒控制器,增强了频率对应参数摄动的鲁棒特性。最后,基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了交直流混合微网仿真模型,对比分析不同工况下的电压频率响应,验证了该控制方法的正确性与有效性。

关键词：交直流混合微网鲁棒控制 H∞控制双向换流器动态响应

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