AC-AC型智能软开关拓扑结构及控制策略研究
发布时间：2021-07-10 00:48
为应对温室效应,实现低碳的能源生产,世界各国正加大对可再生能源的开发和利用。其中以风电、光伏为代表的分布式电源（distributed generations,DGs）在配电系统中的渗透率正逐渐提升,有利于降低以火电为主的传统发电占比,是建立绿色能源系统的重要一环。然而,DGs带来的配网馈线潮流方向不一致及电压分布不均等问题愈发严重,对配电网安全运行以及供电可靠性提出了巨大的挑战。配电网的柔性互联是应对上述问题的重要手段,将传统辐射状网络由互联装备组成柔性配电环网,对潮流和负荷智能调配,保证了配电系统的优质供电,可提高DGs在配电系统中的渗透率。首先,分析了由潮流双向流动等问题对配电系统带来的危害,对比了现阶段较为成熟的柔性互联关键装备,针对其不足提出了一种新型基于直接式AC-AC变换的智能软开关（AC-AC type soft open point,AC-SOP）。AC-SOP通过多绕组变压器将单极性AC-AC变换器与双极性AC-AC变换器级联,可在四象限内独立控制输出电压的幅值及相位,而无需直流储能单元或直流环节,并详细分析了其拓扑的构成、电压调控原理。其次,通过对AC-SOP互联...
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１中，由ＤＣ－ｌｉｎｋ连接的两组电压源型变换器（ｖｏｌｔａｇｅ?ｓｏｕｒｃｅ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，?ＶＳＣ）通过??
?东北电力大学工程硕士论文????丄?巧?ａ?！丄丄丨?ａ?ａ?丄??图１－２?ＢＴＢ－ＳＯＰ等效电路图??如图１－２所示，ＢＴＢ中两级ＶＳＣ可用受控电压源＾＾与匕］表示，通过控制端口电压??ｆａ，互联馈线间传输的有功和无功潮流分别为：??ｒ＞?＾Ｆｉ＾ｃｉ?（＾！?ｃｏｓｅ？，?＋Ｘｔ?ｓｉｎ＾）－＾，Ｆｃ２，??１?￣?《Ｘ??ｎ?＿?Ｆｆ，?４，（４?ｃｏｓ?４?＋?／？，?ｓｉｎ?４）?—?＾＾?，，?＾??其中，３为互联馈线之间的功角差，若忽略装备的有功损耗，通过控制端口电压匕２，??使ＢＴＢ变换器满足其有功约束条件：??Ｐ｝?＝?Ｐ２?（１－３）??通过以上推导可知，ＢＴＢ－ＳＯＰ通过控制输出电压的幅值和相位，可实现对于互联馈线??间传输的有功功率和无功功率的控制。此外，在系统故障情况下，可通过控制变换器实现??对于短路电流的抑制，并保证对负荷的不间断供电［４Ｑ］。由于ＤＣ－ｌｉｎｋ的存在，该ＳＯＰ能够??实现交流系统的异步互联，然而这种优势在对异步互联需求较低的配电网中并不明显［５２］。??此外，ＢＴＢ－ＳＯＰ采用ＡＣ－ＤＣ－ＡＣ的两级功率变换，直流环节使变换器在运行时需要满足??其自身有功约束，增加了变换器的控制的复杂度。随着变换器装备容量的增加，其直流侧??的保护难度也随之增加。??ＢＴＢ－ＳＯＰ可通过构建公共直流母线扩展系统，相比于其他ＳＯＰ装备，实现了更大??范围内馈线间灵活的功率交换。然而，构建直流母线对多回馈线的空间分布，馈线长度等??要求较为苛刻，且直流母线的保护、建造成本也是不可忽视的因素。因此，多回馈线??ＢＴＢ－ＳＯＰ的研宄多处于理论研究和仿真算例验证层面，在馈
?第１章绪?论???＠?ＤＧ??！＞＜ｃｌ?３??—｜－＾ｗｖ?Ｊ－?－Ｉ?Ｌｑ＾￣??馈线ｎ?ｎ??图１－３基于ＵＰＦＣ－ＳＯＰ互联的系统??ＵＰＦＣ将由ＤＣ－ｌｉｎｋ连接的两级ＶＳＣ分别通过工频变压器串、并联至馈线，并联ＶＳＣ??保证装置功率平衡，通过控制串联ＶＳＣ输出电压的幅值和相位，从而控制互联系统间的潮??流。下图给出了?ＵＰＦＣ－ＳＯＰ的等效电路图。??￣Ｉ?Ｉ￣ｒｒ＞ｒ＾［?＾Ｃ２／＾ｕ—＿＿｜?｜＿＿??人…风Ｈ?：?心必人．??＆?？?Ｈ?ｘＦ２??图１－４?ＵＰＦＣ－ＳＯＰ等效电路图??文献［５３］阐明了?ＵＰＦＣ的基本结构并分析了其潮流控制的数学模型，如图１－４所示，??受控电压源端口匕２可等效串联ＶＳＣ，通控制匕２的幅值和相位可实现互联系统的有功和??无功潮流交互的解耦控制。而并联ＶＳＣ可等效为受控电流源／ｃ，其作用是作为串联部分??的有功源，保证变换器的有功平衡。文献［５４］探讨了?ＵＰＦＣ的潮流优化方法以及运行的边??界条件，相比ｆＢＴＢ－ＳＯＰ，ＵＰＦＣ的功率密度大，在小增加装置容景的Ｍ时其运行范围较??大。然而，ＵＰＦＣ的性能受其安装位置，网架结构影响人［４（）］。ＵＰＦＣ互联馈线间无电气隔??离。当馈线发生故障时，有ｎ丨能影响其他馈线，甚茔使故障扩散至整个互联系统，为此，??文献［５５］研究／ＵＰＦＣ故障电流抑制策略，似导致了?ＵＰＦＣ的整休控制Ｍ杂，此外，ＵＰＦＣ??投资成本较高，因此更适用于输电网的互联，而非配电网。??１．３．３静止同步串联补偿器（ＳＳＳＣ）型??ＳＳＳＣ为？一种基于ＤＣ－ＡＣ电压源型逆变器（ｖｏｌｔａｇｅ?ｓｏｕｒｃｅ?ｉｎｖｅｒｔｅｒ，?ＶＳＩ）的
本文编号：3274837
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１中，由ＤＣ－ｌｉｎｋ连接的两组电压源型变换器（ｖｏｌｔａｇｅ?ｓｏｕｒｃｅ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，?ＶＳＣ）通过??
?东北电力大学工程硕士论文????丄?巧?ａ?！丄丄丨?ａ?ａ?丄??图１－２?ＢＴＢ－ＳＯＰ等效电路图??如图１－２所示，ＢＴＢ中两级ＶＳＣ可用受控电压源＾＾与匕］表示，通过控制端口电压??ｆａ，互联馈线间传输的有功和无功潮流分别为：??ｒ＞?＾Ｆｉ＾ｃｉ?（＾！?ｃｏｓｅ？，?＋Ｘｔ?ｓｉｎ＾）－＾，Ｆｃ２，??１?￣?《Ｘ??ｎ?＿?Ｆｆ，?４，（４?ｃｏｓ?４?＋?／？，?ｓｉｎ?４）?—?＾＾?，，?＾??其中，３为互联馈线之间的功角差，若忽略装备的有功损耗，通过控制端口电压匕２，??使ＢＴＢ变换器满足其有功约束条件：??Ｐ｝?＝?Ｐ２?（１－３）??通过以上推导可知，ＢＴＢ－ＳＯＰ通过控制输出电压的幅值和相位，可实现对于互联馈线??间传输的有功功率和无功功率的控制。此外，在系统故障情况下，可通过控制变换器实现??对于短路电流的抑制，并保证对负荷的不间断供电［４Ｑ］。由于ＤＣ－ｌｉｎｋ的存在，该ＳＯＰ能够??实现交流系统的异步互联，然而这种优势在对异步互联需求较低的配电网中并不明显［５２］。??此外，ＢＴＢ－ＳＯＰ采用ＡＣ－ＤＣ－ＡＣ的两级功率变换，直流环节使变换器在运行时需要满足??其自身有功约束，增加了变换器的控制的复杂度。随着变换器装备容量的增加，其直流侧??的保护难度也随之增加。??ＢＴＢ－ＳＯＰ可通过构建公共直流母线扩展系统，相比于其他ＳＯＰ装备，实现了更大??范围内馈线间灵活的功率交换。然而，构建直流母线对多回馈线的空间分布，馈线长度等??要求较为苛刻，且直流母线的保护、建造成本也是不可忽视的因素。因此，多回馈线??ＢＴＢ－ＳＯＰ的研宄多处于理论研究和仿真算例验证层面，在馈
?第１章绪?论???＠?ＤＧ??！＞＜ｃｌ?３??—｜－＾ｗｖ?Ｊ－?－Ｉ?Ｌｑ＾￣??馈线ｎ?ｎ??图１－３基于ＵＰＦＣ－ＳＯＰ互联的系统??ＵＰＦＣ将由ＤＣ－ｌｉｎｋ连接的两级ＶＳＣ分别通过工频变压器串、并联至馈线，并联ＶＳＣ??保证装置功率平衡，通过控制串联ＶＳＣ输出电压的幅值和相位，从而控制互联系统间的潮??流。下图给出了?ＵＰＦＣ－ＳＯＰ的等效电路图。??￣Ｉ?Ｉ￣ｒｒ＞ｒ＾［?＾Ｃ２／＾ｕ—＿＿｜?｜＿＿??人…风Ｈ?：?心必人．??＆?？?Ｈ?ｘＦ２??图１－４?ＵＰＦＣ－ＳＯＰ等效电路图??文献［５３］阐明了?ＵＰＦＣ的基本结构并分析了其潮流控制的数学模型，如图１－４所示，??受控电压源端口匕２可等效串联ＶＳＣ，通控制匕２的幅值和相位可实现互联系统的有功和??无功潮流交互的解耦控制。而并联ＶＳＣ可等效为受控电流源／ｃ，其作用是作为串联部分??的有功源，保证变换器的有功平衡。文献［５４］探讨了?ＵＰＦＣ的潮流优化方法以及运行的边??界条件，相比ｆＢＴＢ－ＳＯＰ，ＵＰＦＣ的功率密度大，在小增加装置容景的Ｍ时其运行范围较??大。然而，ＵＰＦＣ的性能受其安装位置，网架结构影响人［４（）］。ＵＰＦＣ互联馈线间无电气隔??离。当馈线发生故障时，有ｎ丨能影响其他馈线，甚茔使故障扩散至整个互联系统，为此，??文献［５５］研究／ＵＰＦＣ故障电流抑制策略，似导致了?ＵＰＦＣ的整休控制Ｍ杂，此外，ＵＰＦＣ??投资成本较高，因此更适用于输电网的互联，而非配电网。??１．３．３静止同步串联补偿器（ＳＳＳＣ）型??ＳＳＳＣ为？一种基于ＤＣ－ＡＣ电压源型逆变器（ｖｏｌｔａｇｅ?ｓｏｕｒｃｅ?ｉｎｖｅｒｔｅｒ，?ＶＳＩ）的
本文编号：3274837
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3274837.html
