功率交换基站的理论研究与样机设计

发布时间：2020-04-18 15:00

【摘要】：配电网是电力系统中重要的一环,它上接高电压等级输电网络,下与用户负荷直接相连,起到了承上启下的作用。然而,在配网中占比最大的10kV及以下的中压网络却长期有着诸如线路损耗较大、可靠性相对较低、潮流不均衡、倒闸操作缺陷多等不足。基于此,本文提出了一种称为功率交换基站的新装置,它以电力电子换流器为核心器件,能够实现对配网潮流等的主动控制,从而实现对整个区域配电网潮流以及线损等的优化配置;同时功率交换基站还具有便于分布式电源接入方便等优点。研究了功率交换基站的系统构架与适用场景,提出了基于功率交换基站的配电网的双层控制架构:区域控制与站内控制;研究了双层控制架构下的功率交换基站控制策略,分析了配电网在有、无功率交换基站情况下的降损效果并进行了建模仿真验证。详细分析并设计了功率交换基站的拓扑结构(包括IPM模块驱动电路、电流电压信号采样电路等相关电路的具体设计与参数确定)及其控制策略,建立了功率交换基站在基频状态下的数学模型;根据基站内各AC/DC换流器的(Q,Udc)和(P,Q)两种控制目标,给出了相应的控制方法;分析了采用SVPWM控制时可能出现的零序电流问题,提出了相应的补偿控制策略,提高了换流器的控制质量。通过仿真验证了上述方法的有效性。其次,针对电动汽车渗透率越来越高的问题,本文还分析了充放电模块接入功率交换基站直流侧情况下的控制方式。通过对充放电模块采用双移相控制的方式,解决了单移相控制方式下存在的充电过程中存在回流功率的问题;针对增强直流母线电压动态稳定性问题,提出了前馈补偿控制的改进方法。通过仿真验证了上述控制策略的有效性。最后,研制了功率交换基站的实验室样机,完成了样机总体结构的设计并对相关设备元件进行选型,确定了样机的启停控制策略,并进行了正常启停的控制试验验证。搭建了一个简单的含功率交换基站的配电网模型,运用鸟群觅食算法验证了基站降低配电网线路损耗的能力。
【图文】：

电磁环网,倒闸,误操作,风险

浙江大学硕士学位论文逡逑些问题与局限性：逡逑流，可能会诱发继保误动作。逡逑，合环操作时因开关两侧线路之间的相角和幅值不［８］，该电流会与线路中本身存在的电流叠加，且存，可能会导致继电保护误动作。逡逑磁环网。逡逑ｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ邋Ｌｏｏｐ邋Ｎｅｔｗｏｒｋ），是指不同电压等级间的形成的环网［９］。如图１．１所示，当闭合１０ｋＶ线路电网和中压配电网中形成电磁环网。电磁环网容易也不利于经济运行，在输配电网中均应该尽可能避

功率交换,基站,功率流,组成部分

２功率交换基站的功能需求、系统构成与基本运行模式逡逑２．１功率交换基站的系统构成逡逑功率交换基站的系统构架如图２．１所示。逡逑中压配电线逦中压Ｋ电线逦中压Ｋ电线逡逑路馈线开关逦路馈线开关逦＾路馈线开关逡逑ｊｙ／择压变压器逦降压变压器逦降压变压器逡逑Ｙ逦低压交流逦Ｐ逦低压交流逦Ｐ逦低压交流逡逑１逦Ｚ母线逦Ｉ逦Ｚ母线逦Ｉ逦ｚ母线逡逑ｆ：＝＝＾Ｅ＾＝＝％邋，多逡逑ｔｌ邋ｉ！逦ｔｌ邋４１邋ｔｉ邋Ｍ逡逑ｊｉ邋ＡＣ／ＤＣ逦ＡＣ／ＤＣ逦ＡＣ／ＤＣ逡逑ｎ邋＿逦＋逦＿逦＋逦￣逦＋逡逑控制平台逦■■邋■逦ｔ－邋１逦？■．N■逦，一逡逑ｙ直流母线逡逑Ｉ邋￣——＾￣ｒ逦＾逡逑充放电模块逦直流电源逡逑Ｉ逦逦１逦＊逦逦逡逑调度平台邋Ｉ逡逑图２．１功率交换基站的组成部分逡逑功率交换基站中包含功率流与信息流。功率流在图２．１中以直线表示，信息流则以虚逡逑线表示。逡逑在功率流构架中，基站通过馈线开关引入来自配电网的馈线（至少两条），每条馈线逡逑都与一个基站变压器的原边侧相连。基站变压器为降压变压器，具有以下两方面作用：①逡逑使电压等级可能不同的各配网馈线经变压器后，，副边侧具有相同的电压等级。②较低的电逡逑压等级可降低基站内其他设备如ＡＣ／ＤＣ换流器的体积与成本。某些交流负载可接入与变逡逑压器副边相连的低压交流母线。同时
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM46

【相似文献】