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直流配电系统示范工程现状与展望

电力自动化设备 2021年第5期41卷 219-231页

作者：姜淞瀚彭克徐丙垠张新慧刘盈杞山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255000

直流配电系统可以更高效、可靠地接纳分布式发电系统、储能单元、电动汽车及其他直流用电负荷,是实现碳达峰、碳中和目标的有效途径之一。总结国内外直流配电系统示范工程的现状,分析国内外示范工程的实践经验。工程案例表明,政策支持... 详细信息

直流配电系统可以更高效、可靠地接纳分布式发电系统、储能单元、电动汽车及其他直流用电负荷,是实现碳达峰、碳中和目标的有效途径之一。总结国内外直流配电系统示范工程的现状,分析国内外示范工程的实践经验。工程案例表明,政策支持是直流配电系统快速发展的重要基础,关键技术和设备的研发是实现直流配电系统大范围推广的关键因素,直流配电系统的发展和推广有利于能源的高效利用与可再生能源的大规模消纳。结合我国目前直流配电系统的发展现状,给出我国未来直流配电系统发展的建议。

关键词：直流配电系统分布式发电可再生能源示范工程

直流配电系统有源阻尼控制的阻抗释义与谐振点灵敏度参数调节方法

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中国电机工程学报 2021年第19期41卷 6616-6629页

作者：陈鹏伟姜文伟阮新波陈新江苏省新能源发电与电能变换重点实验室(南京航空航天大学) 江苏省南京市211106

直流配电系统有源阻尼控制一般通过在换流站配置补偿环节调节输入或输出阻抗来实现。为进一步阐述有源阻尼补偿环节对系统阻抗的影响机理,并指导其参数调节和设计,首先在建立定电压控制换流站阻抗降阶模型的基础上,分别以串、并联虚拟... 详细信息

直流配电系统有源阻尼控制一般通过在换流站配置补偿环节调节输入或输出阻抗来实现。为进一步阐述有源阻尼补偿环节对系统阻抗的影响机理,并指导其参数调节和设计,首先在建立定电压控制换流站阻抗降阶模型的基础上,分别以串、并联虚拟阻尼支路对直流电压反馈、直流电流前馈两类补偿环节进行溯源。其次,分析补偿环节对定电压站输出特性的影响,并在阻抗-频率曲线维度重构Nyquist稳定性判据,确定对有源阻尼补偿环节的基本约束。结合阻抗灵敏度,推导建立阻抗-频率曲线的谐振点灵敏度,提出采用阻抗/谐振点灵敏度的有源阻尼补偿环节参数调节方法。最后,以双端与四端直流配电系统为例,通过对比扫频结果展示了定电压站降阶阻抗模型的准确性,并分别在定电压站与定功率站配置补偿环节,以Nyquist曲线、MATLAB/Simulink时域仿真为参照,验证重构稳定性判据和所提阻抗/谐振点灵敏度参数调节方法的有效性。

关键词：直流配电系统有源阻尼阻抗频率特性判据重构谐振点灵敏度

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直流配电系统建模的仿真实验研究

实验技术与管理 2022年第12期39卷 93-99页

作者：洪翠吴奕炜连淑婷福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108

直流配电系统便于实现分布式电源的消纳和直流负荷的供电,在分布式电源与直流负荷发展较快的当今具有较大的发展空间。为使学生对直流配电系统有一个较为直观、全面的认识,进一步提升教学质量,同时提高学生的仿真建模能力,设立了直流配... 详细信息

直流配电系统便于实现分布式电源的消纳和直流负荷的供电,在分布式电源与直流负荷发展较快的当今具有较大的发展空间。为使学生对直流配电系统有一个较为直观、全面的认识,进一步提升教学质量,同时提高学生的仿真建模能力,设立了直流配电系统仿真实验教学资源。该实验基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC实现,依照选定直流配电系统的拓扑结构完成系统参数、关键设备设计以及模型搭建。正常运行和负荷投切的仿真实验结果表明,搭建的直流配电系统模型可靠且有效。该仿真实验能较好地贴近实际的直流配电系统示范工程,可为直流配电系统的理论教学提供仿真案例,提升教学效果。

关键词：直流配电系统拓扑结构系统参数关键设备仿真模型

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直流配电系统阻抗判据与导纳判据的比较分析

电网技术 2021年第3期45卷 1167-1174页

作者：张辉朱刘柱潘鹏鹏陈武国网安徽省电力有限公司经济技术研究院安徽省合肥市230022 国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司江苏省镇江市212001 东南大学电气工程学院江苏省南京市210096

阻抗法是解决级联变换器系统稳定性分析问题的有效方法,随着直流配电技术的快速发展,直流配电系统的拓扑结构与控制策略更加复杂,由变换器间阻抗不匹配导致的直流母线电压不稳定问题日益突出。总结了目前直流配电系统的主要阻抗判据,可... 详细信息

阻抗法是解决级联变换器系统稳定性分析问题的有效方法,随着直流配电技术的快速发展,直流配电系统的拓扑结构与控制策略更加复杂,由变换器间阻抗不匹配导致的直流母线电压不稳定问题日益突出。总结了目前直流配电系统的主要阻抗判据,可分为阻抗比判据与并联阻抗判据两类。在分析多并联并网逆变器系统的谐波稳定性问题时,基于全局导纳的稳定判据被提出,即通过系统的全局导纳是否满足广义奈奎斯特判据,判断系统的稳定性。由于导纳是阻抗的倒数,且在电路上可以相互转化,所以也可以从导纳的角度分析直流配电系统的稳定性。因此,提出了一种基于导纳的直流配电系统稳定判据,并与现有的阻抗判据进行对比分析,表明了各判据的主要特征。最后,通过仿真验证了所提导纳判据的正确性,并通过案例对比得出了阻抗判据和导纳判据的优缺点。

关键词：直流配电系统阻抗判据导纳判据全局导纳

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直流配电系统控制与保护协同关键技术及展望

电力系统自动化 2019年第23期43卷 23-30页

作者：王守相刘琪薛士敏袁栋王晨清杨景刚智能电网教育部重点实验室天津大学天津市300072 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210024 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏省南京市211103

直流配电系统中电力电子装置众多。一方面,电力电子装置的脆弱性提高了对保护的要求;另一方面,依靠灵活可控的电力电子装置,通过直流配电系统控制与保护协同实现故障快速恢复成为直流配电系统控制与保护研究的重要思路。文中首先归纳了... 详细信息

直流配电系统中电力电子装置众多。一方面,电力电子装置的脆弱性提高了对保护的要求;另一方面,依靠灵活可控的电力电子装置,通过直流配电系统控制与保护协同实现故障快速恢复成为直流配电系统控制与保护研究的重要思路。文中首先归纳了直流配电系统保护与控制协同的整体思路;其次总结了换流阀子模块结构和控制策略对直流配电系统故障特性的影响,归纳了基于保护与控制协同思想的直流配电系统保护原理,分析了其协同配合过程;最后,对直流配电系统控制与保护协同研究进行了总结和展望。

关键词：直流配电系统控制保护协调配合

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直流配电系统潮流解的存在性分析

中国电机工程学报 2019年第5期39卷 1314-1323页

作者：刘尧管霖郑建平谭喆柳张杰陈建福杨昆孙尧广东电网有限责任公司珠海供电局广东省珠海市519000 华南理工大学电力学院广东省广州市510000 广东电网有限责任公司计划发展部广东省广州市510030 中南大学信息科学与工程学院湖南省长沙市410083

直流配电系统的输电能力受网络拓扑、线路阻抗以及电压等级的限制,当负载需求超过配电网的最大输电功率时,系统将失去平衡点,从而导致电压坍塌。因此,研究潮流解的存在性对保证直流配电系统稳定可靠运行至关重要。该文建立了直流配电系... 详细信息

直流配电系统的输电能力受网络拓扑、线路阻抗以及电压等级的限制,当负载需求超过配电网的最大输电功率时,系统将失去平衡点,从而导致电压坍塌。因此,研究潮流解的存在性对保证直流配电系统稳定可靠运行至关重要。该文建立了直流配电系统潮流数学模型,通过闭区间套定理求得了系统存在潮流可行解的充分条件,基于极限的唯一性证明了潮流可行解的唯一性,并提出了一种大范围收敛的潮流解迭代算法,为直流配电系统稳定性研究提供了新的有效途径。另外,该文得到了解析的和基于数值型的平衡点存在性条件。根据解析条件可快速地评估负载接入和电压突变后系统的潮流可行解存在性,大幅度减少了计算量;根据数值型条件可更为准确计算潮流可行解存在的负载上限,降低了存在性条件的保守性。通过算例验证了所得结论的正确性以及所提潮流解迭代算法的有效性。

关键词：直流配电系统潮流可行解非线性方程闭区间套定理

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直流配电系统鲁棒稳定控制研究

直流配电系统鲁棒稳定控制研究

作者：李喜东山东理工大学

学位级别：硕士

直流配电系统具有改善供电质量、降低线路损耗、隔离系统故障等优势,易于实现交流系统互联以及分布式电源与直流负荷接纳。但直流配电系统大多采用电力电子设备与交流系统互联,呈现低惯性弱阻尼特性。同时新能源发电的间歇性波动、系统... 详细信息

直流配电系统具有改善供电质量、降低线路损耗、隔离系统故障等优势,易于实现交流系统互联以及分布式电源与直流负荷接纳。但直流配电系统大多采用电力电子设备与交流系统互联,呈现低惯性弱阻尼特性。同时新能源发电的间歇性波动、系统参数摄动等不确定因素,易使系统发生振荡甚至失稳现象,对直流配电系统的稳定运行带来了新的问题与挑战。本文从有效抑制不确定因素对系统稳定性的影响出发,针对直流配电系统的鲁棒稳定控制进行了研究工作,主要工作内容总结如下:(1)提出了基于H回路成形的直流配电系统低频鲁棒控制策略。建立了直流配电系统中AC/DC互联换流器模型,并将其转化为标准反馈控制结构,对其性质进行了分析。详细给出了H回路成形控制器的设计流程及权函数的选择方法。分别针对基于下垂控制与主从控制的直流配电系统,求出被控对象的开环传递函数,进行H回路成形与鲁棒镇定,并将H回路成形控制器设计归结到针对互质因式摄动模型鲁棒问题范畴,求解出低频鲁棒控制器,通过Hankel奇异值算法降低控制器阶数得到降阶低频鲁棒控制器,通过奇异值曲线和阶跃响应曲线验证其理论有效性。并通过典型直流配电系统仿真算例验证了所设计低频鲁棒控制器的可行性与有效性。(2)提出了基于H回路成形的直流配电系统高频鲁棒控制策略。针对直流配电系统因外部扰动、参数摄动以及电力电子设备互联等引起的高频振荡现象,基于H回路成形法设计了高频鲁棒控制器,通过Hankel奇异值算法降低控制器阶数得到降阶高频鲁棒控制器,通过奇异值曲线和阶跃响应曲线验证其理论有效性。并通过典型直流配电系统仿真算例验证了所设计高频鲁棒控制器的可行性与有效性。(3)提出了基于H回路成形的直流配电系统分频鲁棒控制策略。直流配电系统由于参数不匹配、随机扰动等原因,可能引发低频振荡或者高频振荡,设计了可根据振荡频率自动选择的分频鲁棒控制器。提出了振荡频率计算及判别方法,并通过典型直流配电系统仿真算例验证了所设计分频鲁棒控制器的可行性与有效性。本文针对可抑制不确定性因素影响的鲁棒稳定控制展开研究,分别提出了直流配电系统低频、高频及分频鲁棒稳定控制器的设计方法,保证系统在负荷扰动及参数摄动等不确定性因素扰动时能够保持稳定运行,提高了系统的鲁棒稳定性。

关键词：直流配电系统鲁棒稳定控制 H∞回路成形法振荡抑制不确定性

柔性直流配网中基于限流电抗电压的高灵敏纵联保护方案

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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高电压技术 2023年第4期49卷 1545-1555页

作者：杨冬锋李绍伟刘晓军高磊王鹤金小东现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林132012 中国电力科学研究院有限公司北京100192

针对柔直配电线路保护存在的高阻接地故障时保护拒动、易受线路分布电容电流影响和噪声干扰等问题,提出一种基于限流电抗电压的纵联保护方案。首先,对线路两侧限流电抗器在区内外故障时的电压极性特征进行分析,并利用Kendall相关系数构... 详细信息

针对柔直配电线路保护存在的高阻接地故障时保护拒动、易受线路分布电容电流影响和噪声干扰等问题,提出一种基于限流电抗电压的纵联保护方案。首先,对线路两侧限流电抗器在区内外故障时的电压极性特征进行分析,并利用Kendall相关系数构造故障识别判据;然后,通过变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)算法提取两极电抗电压低频暂态能量和的比值特征实现故障选极功能;最后,在PSCAD/EMTDC中进行仿真验证分析。仿真结果表明该方案耐受噪声干扰和过渡电阻能力强,不受线路分布电容电流影响,在不同故障条件下均能快速、准确动作,灵敏性和可靠性高,且对四端直流保护具备一定适用性。

关键词：直流配电系统限流电抗电压 Kendall相关系数变分模态分解纵联保护

直流配电系统潮流可行解与电压稳定性分析方法

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电力系统自动化 2018年第14期42卷 48-53页

作者：张聪彭克徐丙垠陈羽赵学深赵曰浩山东理工大学电气与电子工程学院山东省淄博市255000

基于柔性直流技术的直流配电系统是未来智能电网的发展趋势,为直流负荷及直流型分布式电源的灵活接入提供了良好的条件,但对直流配电系统的电压稳定性也提出了更高的要求。从系统级稳定性角度考虑,通过巴拿赫不动点定理证明了直流配电... 详细信息

基于柔性直流技术的直流配电系统是未来智能电网的发展趋势,为直流负荷及直流型分布式电源的灵活接入提供了良好的条件,但对直流配电系统的电压稳定性也提出了更高的要求。从系统级稳定性角度考虑,通过巴拿赫不动点定理证明了直流配电系统潮流解的存在性与唯一性,并基于潮流可行解提出了电压稳定的分析方法,可快速评估直流配电系统接入负荷后的稳定性,避免了复杂的连续潮流计算。最后通过算例测试验证了该方法的有效性和正确性。

关键词：直流配电系统潮流可行解不动点定理电压稳定