基于功率交换节点的中压配电网主动潮流控制技术

发布时间：2017-03-18 22:00

  本文关键词：基于功率交换节点的中压配电网主动潮流控制技术，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：配电网是电力网络中承上启下的重要部分,其中覆盖面积最大的中压配电网络一直存在着网损大、运行效率不高、线路资源分布不均、可靠性不高的问题。随着分布式能源的渗透率逐渐升高,为中压配电网提供了支撑作用的同时也引入诸如潮流复杂化、保护配置困难、分布式新能源消纳等新问题。本文在主动配电网电能管理理念的启发下,在中压配电网中提出一种能进行潮流调节的电力电子装置——功率交换节点。功率交换节点以先进的电力电子技术为基础,结合主动配电网的先进管理理念,能够实现配电网馈线之间定量定向的潮流调节,而不再只受网架结构及电网参数的约束。本文根据功率交换节点的功能设定确定了其多个三相AC/DC变流器共直流母线的拓扑结构、适用场合,并以同步旋转坐标系的数学模型为基础,建立了功率交换节点主拓扑的数学模型。结合变流器的直接电流控制技术,将节点内的变流器分为(Q,Udc)变流器和(P，Q)变流器两类,利用优化的SVPWM调制算法解决了AC/DC变流器之间的零序环流问题,并在直流母线电压控制上引入功率交换电流的前馈补偿控制来改善直流母线电压的动态性能,进而得到功率交换节点的整体控制方案。为构建指导功率交换节点运行的理论体系,本文提出了功率交换节点的双层控制框架和两级运行模式：配网级控制框架和站级控制框架、降损运行和应急运行,并设计了降损运行和应急运行的工作模式、评价体系和各自适用的场合。本文通过仿真研究验证了所提出的功率交换节点控制方案的灵活性和稳定性,通过算例网络评估了功率交换节点的降损能力和对不同中压配电网络的适应能力。
【关键词】：功率交换节点 主动配电网 潮流控制 并联控制 零序环流 控制框架 两级运行 降损
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM727
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 当前中压配电网络存在的问题10-11
• 1.1.1 配电网络损耗问题10
• 1.1.2 配电网运行的可靠性问题10-11
• 1.1.3 分布式新能源发电和新兴大功率负荷的涌现11
• 1.1.4 现有网架改造升级成本高11
• 1.2 主动配电网的发展11-13
• 1.2.1 主动配电网的提出11-12
• 1.2.2 主动配电网的技术关键12-13
• 1.3 并网变流器的研究现状13-14
• 1.3.1 并网变流器的一般拓扑结构13
• 1.3.2 并网变流器的关键功能13-14
• 1.4 本文的主要工作14-15
• 2 功率交换节点简介15-21
• 2.1 传统的合环操作15-17
• 2.2 功率交换节点的提出17-19
• 2.3 功率交换节点的应用领域19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 3 功率交换节点的控制方案21-52
• 3.1 功率交换节点的建模分析21-30
• 3.1.1 三相AC/DC变流器的建模21-28
• 3.1.2 多个并联AC/DC变流器的建模28-30
• 3.2 三相AC/DC变流器的并联控制30-36
• 3.2.1 (Q，U_(dc))变流器的控制31-34
• 3.2.2 (P，，Q)变流器的控制34-36
• 3.3 零序环流问题36-45
• 3.3.1 零序环流分析36-39
• 3.3.2 零序环流抑制39-42
• 3.3.3 仿真验证42-45
• 3.4 功率交换电流的前馈补偿控制45-48
• 3.5 仿真验证48-51
• 3.6 本章小结51-52
• 4 功率交换节点的工作模式52-66
• 4.1 功率交换节点的选址52-53
• 4.2 功率交换节点的双层控制和两级运行53-58
• 4.2.1 降损运行55-56
• 4.2.2 应急运行56-58
• 4.3 算例验证58-66
• 4.3.1 算例介绍58-61
• 4.3.2 优化算法61-62
• 4.3.3 降损运行模式下功率指令的计算步骤62-63
• 4.3.4 结果分析63-66
• 4.4 本章小结66
• 5 总结与展望66-69
• 5.1 主要结论66-67
• 5.2 后续工作展望67-69
• 参考文献69-74
• 攻读硕士学位期间的主要科研成果74

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本文编号：255048