基于三端口柔性多状态开关的电压波动治理研究

发布时间：2020-07-15 19:37

【摘要】：电能的广泛使用导致大量的电能质量问题出现,尤其是非线性负荷的急剧增加,导致电压波动问题显著,严重恶化电能质量。对于大面积零散分布的工厂负荷和居民负荷,单端电压波动治理设备已无法满足要求。柔性多状态开关(FMSS)是最近的研究热点,实现潮流互济的同时可以多端口动态、高效的抑制电压波动,因此,本文基于三端口FMSS研究其电压波动治理性能,具体研究内容如下:以背靠背结构的三端口FMSS为研究对象,分析其在同步旋转dq坐标系下的数学模型,基于三端口FMSS与三侧交流系统的功率交换原理,给出其双闭环控制策略以实现多重控制目标。其中,采用“PI+稳态逆模型”的外环控制技术解决数学模型的非线性耦合问题,采用电压前馈、电流反馈的内环控制技术解决电流耦合和电网电压的扰动问题。利用Matlab/Simulink软件搭建三端口FMSS的仿真模型,通过对FMSS与三侧交流系统的功率交换进行仿真,验证FMSS与三侧交流系统的有功功率交换、无功功率的独立控制以及抑制直流侧电压波动等方面的功能。根据配电网电压波动补偿控制原理,分析两种不同工况下网侧电压波动的抑制效果,验证FMSS的电压调控策略的有效性。基于三端口FMSS的不同工作模式,通过对比网侧PCC点电压波动幅值降低大小,得出不同用户负载下FMSS的最优工作模式。设计并建立含三端口FMSS的分区配网电压优化模型,充分考虑安全性,该模型以节点电压偏差之和最小为目标函数,选择GAMS平台、DNLP求解器求解上述模型,分别实现对配电网IEEE14和IEEE33测试系统模型的电压分布优化,达到改善分区配电网整体电压波动的目的。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM714.2
【图文】：

合肥工业大学硕士研究生学位论文负载的电压问题，这是由它的组成结构决定的。，DVR 有四个组成部分，储能单元的存在使得其进行有功补偿，这种特性就为敏感负载提供了足够控制单元进行采集，当采集的电压信号大于 DSP补偿电压，再经滤波器补偿电压给负载。这种多个的保证了负载避免受到干扰，而且可以非常快速、较少[26][27]。

图 1.4 DVR 基本结构Fig 1.4 DVR basic structure统一电能质量控制器（UPQC）从并联型和串联型电能质量补偿设备的时集聚了以上常用电压补偿设备的全部功能，其基本结构如图 1.5 所型有源电力滤波器（APF）和并联型 APF 背靠背对称的接在同一条直“左串右并”和“左并右串”两种连接形式，图中为“左串右并”形式。该下，网侧的电压补偿功能主要由串联侧完成实现。UPFC 是由 APF 构侧均具备 APF 的抑制谐波功能。UPQC 是首批将背靠背的概念使用在理设备上并获得实际应用的电力电子设备，为后序以此为基础的柔性发展做了良好的铺垫[28][29]。

值误差经过 PI 控制器转换成 q 轴电流分量参考值：( )( )( )( )dIdref dP dcref dcqIqref qP refki k v vski k Q Qs 或( )( )( )( )dIdref dP dcref dcqIqref qP rmsref rmski k v vski k V Vs (2.20)结合图 2.5 和式（2.20），使用 FMSS 可以控制直流电压恒定，同时，当 FMSS用于调节交流电压时，能够跟踪交流给定电压，根据负荷侧的需求增发无功功率，平缓调节交流电压有效值，满足用户的电压质量要求，实现配电网母线电压波动平抑。但是需要注意的是当采用交流电压控制时，为了避免过电压冲击，在调解过程中应当延长控制时间、尽可能精确地控制调节比例，放缓交变电压控制，保护系统不受损坏。由式（2.18）可得：11 1 10.75 cosddc dc dcdcVi i m iv (2.21)结合式（2.20）得直流侧电压控制器结构：

【参考文献】

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1 王成山;孙充勃;李鹏;吴建中;邢峰;俞悦;;基于SNOP的配电网运行优化及分析[J];电力系统自动化;2015年09期

2 陈树勇;徐林岩;孙栩;李新年;王华伟;曾令全;;基于多端柔性直流输电的风电并网控制研究[J];中国电机工程学报;2014年S1期

3 付伟;刘天琪;李兴源;赵睿;;静止无功补偿器运行特性分析和控制方法综述[J];电力系统保护与控制;2014年22期

4 彭莎;周信建;;基于SIMULINK的SVPWM建模与仿真分析[J];梧州学院学报;2013年06期

5 李智诚;吴建中;和敬涵;安婷;;软常开点的双闭环控制及其在配电网中的应用[J];智能电网;2013年01期

6 尤毅;刘东;于文鹏;陈飞;潘飞;;主动配电网技术及其进展[J];电力系统自动化;2012年18期

7 于伟;常松;古青琳;孟晓丽;;配电网全网电压无功协调控制策略[J];电网技术;2012年02期

8 沈阳武;彭晓涛;孙元章;;背靠背双PWM变流器的协调控制策略[J];电网技术;2012年01期

9 张晓华;许传明;郭源博;;基于反馈线性化的STATCOM控制研究[J];控制工程;2011年03期

10 陈惠粉;乔颖;鲁宗相;闵勇;;风电场群的无功电压协调控制策略[J];电力系统自动化;2010年18期

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3 傅凯;配电网静止同步补偿器的改进无差拍控制研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

4 邓铭竹;基于GAMS的电力系统无功优化框架研究[D];华南理工大学;2014年

5 崔艳;配电网无功补偿技术的研究和应用[D];华北电力大学;2014年

6 王岸;SNOP的研究及其在配电网中的应用[D];北京交通大学;2015年

7 乔文俞;现代电能质量问题的研究及监测系统开发[D];北京交通大学;2011年

8 张红;配电网静止同步补偿器控制策略的研究与实现[D];长春工业大学;2010年

9 蒋桂强;背靠背电压源型变流器的控制器设计及性能分析[D];东北电力大学;2009年

10 陈涛;背靠背四象限电压源型变流器功率交换控制[D];东北电力大学;2007年

本文编号：2756920