应用于多端柔性直流系统的潮流控制器研究

发布时间：2017-08-02 03:17

  本文关键词：应用于多端柔性直流系统的潮流控制器研究

  更多相关文章： 潮流控制 多端柔性直流系统 直流潮流控制器 灵活控制 功率平衡型潮流控制

【摘要】：随着传统化石能源的日益枯竭,生态环境破坏及能源安全问题日益突出,能源结构的战略性调整已经成为我国乃至世界各国所面临的迫在眉睫的课题,为此,我国已经将发展可再生能源提升至重要的地位。同时,由于多端柔性直流系统具有利于可再生能源消纳、减少电能变换环节、降低可再生能源间歇性和波动性的影响等优点,将成为未来电网的主要发展趋势。但是由于其结构的特殊性,多端柔性直流系统也存在着潮流难以灵活控制的缺点。因而与交流系统一样,需要安装直流潮流控制器来实现系统内潮流的合理分布。首先介绍了应用于多端柔性直流系统的直流潮流控制器的研究现状,对三种基本形式的直流潮流控制器：串联可变电阻型、串联DC/DC变换器型、串联可变电压源型进行分析与对比。通过对多端柔性直流系统的节点分类、变流站级控制及系统级控制策略进行简要介绍,指出了系统中潮流控制的两个不同范畴。本文主要研究的是第二个范畴的潮流控制,也就是安装于直流线路上的潮流控制器。然后本文对含直流潮流控制器的多端柔性直流系统的潮流进行分析,并在此基础上归纳了直流潮流控制器的主要作用,并对系统中潮流控制器的配置进行简要介绍。接下来介绍了晶闸管反并联型潮流控制器和四象限斩波型潮流控制器两种不同类型的串联电压源型的拓扑结构及控制策略,并对其进行仿真验证。在对串联电压源型潮流控制器分析的基础上,总结了串联电压源型潮流控制器的两种选址方法：基于灵敏度分析法选址和基于潮流运行空间法选址。通过对直流潮流控制器安装位置恰当的选址,可以有效预防多端柔性直系统中线路过载,实现潮流的合理分布。本文的最后在传统串联电压源型潮流控制器的基础上,基于功率平衡的思想,提出了一种功率平衡型潮流控制器,通过对实验仿真结果分析可知,该潮流控制器不仅具有较好的潮流控制性能,且具有额定功率低、不与交流侧能量交换的特点。
【关键词】：潮流控制 多端柔性直流系统 直流潮流控制器 灵活控制 功率平衡型潮流控制
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM721.1;TM571
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1. 引言11-25
• 1.1 课题研究背景11-15
• 1.1.1 可再生能源开发及利用11-12
• 1.1.2 多端柔性直流系统的发展12-15
• 1.2 课题目的及意义15-17
• 1.3 直流潮流控制器研究现状17-24
• 1.3.1 串联可变电阻18-19
• 1.3.2 改变直流端口电压19-22
• 1.3.3 其他形式22-23
• 1.3.4 三类潮流控制器基本形式比较23-24
• 1.4 本文主要研究内容24-25
• 2. 多端柔性直流系统25-31
• 2.1 多端柔性直流系统节点分类25
• 2.2 多端柔性直流系统端口控制策略25-28
• 2.3 多端柔性直流系统的系统级潮流控制基本方法28-30
• 2.3.1 主从控制法28-29
• 2.3.2 直流电压下垂控制法29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 3. 直流潮流控制器概述31-39
• 3.1 含直流潮流控制器的多端柔性直流系统潮流分析31-34
• 3.1.1 直接功率分析法31-32
• 3.1.2 等效注入功率法32-34
• 3.2 直流潮流控制器的作用34-37
• 3.2.1 改善潮流分布34-35
• 3.2.2 扩大运行范围35-37
• 3.3 直流潮流控制器的配置37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 4. 串联电压源型潮流控制器研究39-65
• 4.1 晶闸管反并联型DPFC39-50
• 4.1.1 拓扑结构39-40
• 4.1.2 基本原理40-41
• 4.1.3 控制策略41-42
• 4.1.4 实验环境42-44
• 4.1.5 仿真验证44-50
• 4.2 四象限斩波型潮流控制器50-62
• 4.2.1 拓扑结构50-51
• 4.2.2 基本原理51-54
• 4.2.3 控制策略54-55
• 4.2.4 仿真验证55-62
• 4.3 两种潮流控制器对比62-63
• 4.4 本章小结63-65
• 5. 直流潮流控制器的选址65-71
• 5.1 基于灵敏度分析法选址65-67
• 5.2 基于潮流运行空间法选址67-70
• 5.2.1 直流潮流控制器的作用原理67-68
• 5.2.2 潮流运行空间法选址的作用68-69
• 5.2.3 选址方法69-70
• 5.3 本章小结70-71
• 6 功率平衡型直流潮流控制器71-85
• 6.1 潮流控制原理及电压源嵌入方式71-72
• 6.2 功率平衡型直流潮流控制器的结构及原理72-77
• 6.2.1 功率平衡型DPFC结构及嵌入方式73
• 6.2.2 功率平衡部分工作原理73-75
• 6.2.3 AC/DC调压部分工作原理75-76
• 6.2.4 控制范围与额定功率76-77
• 6.3 功率平衡型潮流控制器的控制策略77-78
• 6.3.1 功率平衡部分控制策略77-78
• 6.3.2 直流调压部分控制策略78
• 6.4 仿真验证78-84
• 6.5 本章小结84-85
• 7. 总结85-87
• 7.1 结论85-86
• 7.2 展望86-87
• 参考文献87-91
• 作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果91-95
• 学位论文数据集95

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本文编号：607402