改进下垂控制下的中压直流配电系统双时间尺度分层调控方法 被引量：3

1

作者 肖迁 陆文标 +2 位作者 贾宏杰 穆云飞 余晓丹 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期2507-2518,I0001,共13页

针对中压直流配电系统,在负荷激增、可再生能源出力突变等特殊工况下,传统优化调度方案与协调控制策略存在系统运行经济性有待提升、直流母线电压易越限的问题。为此,提出一种基于改进下垂控制的中压直流配电系统双时间尺度分层调控方... 针对中压直流配电系统,在负荷激增、可再生能源出力突变等特殊工况下,传统优化调度方案与协调控制策略存在系统运行经济性有待提升、直流母线电压易越限的问题。为此,提出一种基于改进下垂控制的中压直流配电系统双时间尺度分层调控方法。首先,构建一种具备直流故障穿越能力的3端混合型模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)环状±10 kV中压直流配电系统,该系统含电动汽车充电站、储能系统、分布式光伏与风电等灵活性资源。其次,制定各单元协调控制策略,并采用tan函数改进传统下垂控制,以提高系统应对大幅功率波动的能力。然后,基于改进控制策略提出一种双时间尺度分层优化调控方法:在长时间尺度的系统调度层,以运行总成本最小为优化目标,确定各换流器参考功率;在短时间尺度的换流器间协调控制层,改进下垂曲线,并优化控制系数,以兼顾系统运行经济性与电能质量。最后,以典型算例验证该文所提优化调度方案及协调控制策略的有效性:通过灵活调度多种柔性资源,系统运行总成本可降低约11%;在某数据中心负荷激增100%的工况下,各直流母线电压波动仍能维持在±3%UN(额定电压)的允许范围内。 展开更多

关键词 中压直流配电系统 分层协调控制 双时间尺度优化 改进下垂控制 系数优化

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计及换流器间动态交互的中压直流配电系统控制参数设计 被引量：7

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作者 朱琳 赵学深 +3 位作者 郭力 李霞林 邓占锋 王成山 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期121-128,共8页

由于各换流器间存在动态交互作用,使得中压直流(MVDC)配电系统的控制参数设计比单台换流器时困难得多。首先,针对系统中换流器的电流控制环、电压控制环和下垂控制环,依次分别建立了计及换流器间动态交互的开环和闭环传递函数,并且所建... 由于各换流器间存在动态交互作用,使得中压直流(MVDC)配电系统的控制参数设计比单台换流器时困难得多。首先,针对系统中换流器的电流控制环、电压控制环和下垂控制环,依次分别建立了计及换流器间动态交互的开环和闭环传递函数,并且所建传递函数零极点的个数与单台换流器独立运行时完全一致。然后,提出了一种计及换流器间动态交互的MVDC配电系统控制参数设计方法,该方法能够从系统动态稳定性的角度定性定量设计控制参数。该设计方法通过部分零极点的相互抵消,利用一对共轭主导极点准确设计系统动态特性,并在较宽频率范围(如10~50 Hz)内均有效。最后,在电力电子仿真软件PLECS中对所提传递函数和控制参数设计方法进行了仿真验证。 展开更多

关键词 中压直流配电系统 动态交互 控制参数设计 开环传递函数 闭环传递函数

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中压直流配电系统等效降阶建模及控制参数设计 被引量：5

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作者 朱琳 赵学深 +4 位作者 王一振 郭力 刘海涛 袁宇波 卢浩 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期56-64,共9页

合适的等效降阶模型能够为中压直流(MVDC)配电系统的稳定性分析及控制参数设计提供便利。首先,基于所提出的开闭环逐步等效降阶建模方法,建立了MVDC配电系统的等效降阶电路模型,并据此建立了计及换流器间动态交互的开环等效降阶模型。... 合适的等效降阶模型能够为中压直流(MVDC)配电系统的稳定性分析及控制参数设计提供便利。首先,基于所提出的开闭环逐步等效降阶建模方法,建立了MVDC配电系统的等效降阶电路模型,并据此建立了计及换流器间动态交互的开环等效降阶模型。在不增加开环等效降阶模型阶数的前提下,基于泰勒展开的状态反馈控制方法为系统振荡频率及阻尼比的精准设计创造了有利条件。然后,基于所建立的计及换流器间动态交互的闭环等效降阶模型,并结合所提出的MVDC配电系统控制参数设计方法,实现了系统振荡频率及阻尼比的精准设计。最后,硬件在环实验结果验证了理论分析的合理性。 展开更多

关键词 中压直流配电系统 等效降阶模型 状态反馈控制 恒功率负荷 控制参数设计

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中压直流配电系统保护技术研究综述 被引量：22

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作者 张章 胡源 +3 位作者 罗涛 吕家乐 王璐瑶 吴在军 《电测与仪表》 北大核心 2020年第23期109-118,共10页

随着电力电子技术的应用与发展,配电网的源荷储直流特征逐步明显,中压直流配电系统的经济技术优势显著。直流配电保护是保障系统稳定安全运行的关键,但仍未形成成熟的技术体系。本文试图对国内外直流配电系统保护技术的研究状况做一个... 随着电力电子技术的应用与发展,配电网的源荷储直流特征逐步明显,中压直流配电系统的经济技术优势显著。直流配电保护是保障系统稳定安全运行的关键,但仍未形成成熟的技术体系。本文试图对国内外直流配电系统保护技术的研究状况做一个系统的介绍。文章首先概述了与保护方法制定相关的直流配电系统拓扑结构、换流设备、接地方式以及暂态故障特性等内容。其次,对目前普遍研究和应用的直流配电系统保护方法进行了归纳总结,分析了各种保护方法的适用性和局限性,并对工程实践中应用的直流配电系统控制保护一体化技术进行了归纳和分析;最后,对直流配电系统的保护技术进行了展望和总结。 展开更多

关键词 中压直流配电系统 故障分析 保护方法 控制保护一体化

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磁通约束型超导限流器在舰船中压直流配电系统中的应用研究 被引量：3

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作者 李政 任丽 +1 位作者 梁思源 谭翔宇 《低温与超导》 CAS 北大核心 2019年第12期20-24,共5页

为保障舰船中压直流配电系统在发生典型故障时仍能安全运行,将磁通约束型超导限流器应用于一种典型短路故障下的舰船中压直流配电系统,分析该限流器的工作原理和数学模型,并用PSCAD/EMTDC仿真,在舰船中压直流配电系统中选取同步发电机... 为保障舰船中压直流配电系统在发生典型故障时仍能安全运行,将磁通约束型超导限流器应用于一种典型短路故障下的舰船中压直流配电系统,分析该限流器的工作原理和数学模型,并用PSCAD/EMTDC仿真,在舰船中压直流配电系统中选取同步发电机出口侧三相接地短路作为故障工况,通过安装限流器,验证限流器应用于舰船中压直流配电系统的有效性和可行性。结果表明,在舰船中压直流配电系统中,该限流器具有快速的响应速度和良好的限流效果。 展开更多

关键词 舰船中压直流配电系统 磁通约束型超导限流器 短路故障电流 PSCAD/EMTDC

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中压柔性直流配电系统故障暂态仿真研究 被引量：5

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作者 朱童 赵宇明 +8 位作者 余占清 刘国伟 陈名 黎小林 许树楷 曾嵘 吕纲 陈政宇 张翔宇 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期26-32,40,共8页

文中针对±10 k V/1 k A柔性直流配电系统进行仿真分析,包括直流系统仿真参数设计、结构选取,配合直流断路器的应用,利用PSCAD/EMTDC仿真软件分析了极间短路故障时直流系统暂态变化的情况,并结合系统侧参数分析了各因素对暂态过程... 文中针对±10 k V/1 k A柔性直流配电系统进行仿真分析,包括直流系统仿真参数设计、结构选取,配合直流断路器的应用,利用PSCAD/EMTDC仿真软件分析了极间短路故障时直流系统暂态变化的情况,并结合系统侧参数分析了各因素对暂态过程的影响。仿真结果表明,系统参数对故障暂态电压电流的变化有较大的影响;直流断路器可以快速开断故障电流,限制电流峰值,对系统参数设置和器件及设备选型有一定的参考价值。 展开更多

关键词 中压柔性直流配电系统 直流断路器 暂态过程 仿真分析

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基于隔离型模块化多电平换流器的中压直流柔性互联配电系统稳定性分析 被引量：5

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作者 秦健飞 裴忠晨 +4 位作者 林琳 刘闯 朱帝 王菁月 聂宏展 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期67-73,共7页

中压直流柔性互联配电系统作为连接高压输电网和低压直流配电网的纽带,可实现源-网-荷-储的灵活接入,适用于未来城市能源互联网。建立了基于隔离型模块化多电平换流器的中压直流柔性互联配电系统小信号等效电路,推导了中压直流端口的阻... 中压直流柔性互联配电系统作为连接高压输电网和低压直流配电网的纽带,可实现源-网-荷-储的灵活接入,适用于未来城市能源互联网。建立了基于隔离型模块化多电平换流器的中压直流柔性互联配电系统小信号等效电路,推导了中压直流端口的阻抗模型,通过对比仿真测量与解析计算结果验证所建模型的准确性,并利用所建精确模型进一步研究电路参数和控制参数变化对系统稳定性的影响。在MATLAB/Simulink仿真平台搭建中压直流柔性互联配电系统的仿真模型,验证了所提小信号阻抗模型的准确性。 展开更多

关键词 中压直流柔性互联配电系统 隔离型模块化多电平换流器 小信号模型 阻抗建模 稳定性分析

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基于线路电流二阶导数的中压直流系统故障识别方法 被引量：12

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作者 王盼宝 孙红梅 +3 位作者 郝鑫 苏伟 袁栋 徐殿国 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2020年第13期1-13,共13页

直流线路故障的快速有效识别是基于电压源型换流器的中压直流配电系统发展的关键技术之一。直流线路故障电流上升十分迅速,系统中电力电子器件过载能力小。因此以串入直流线路限流电感的中压直流配电系统为基础,分析直流系统的故障特性... 直流线路故障的快速有效识别是基于电压源型换流器的中压直流配电系统发展的关键技术之一。直流线路故障电流上升十分迅速,系统中电力电子器件过载能力小。因此以串入直流线路限流电感的中压直流配电系统为基础,分析直流系统的故障特性,在此基础上提出基于线路电流二阶导数的中压直流配电系统直流线路故障快速识别方案。该方案能够实现故障侧、故障类型及故障线路极性的快速识别,进而实现对线路的保护。最后基于Matlab验证了所提故障检测方案的有效性,并与基于线路电流一阶导数的故障检测方案进行了对比。仿真结果表明所提方法在故障电阻、故障距离及负载发生变化的情况下仍可实现直流线路故障的快速准确检测,且相比基于线路电流一阶导数的直流线路故障检测方案具有更好的选择性。 展开更多

关键词 中压直流配电系统 线路电流导数 直流线路故障 故障识别

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柔性直流配电系统过电流及过电压防护研究综述 被引量：8

9

作者 韩永霞 冯帅松 +5 位作者 高毓群 郑文博 张竞涵 赵宇明 韦甜柳 李立浧 《广东电力》 2020年第12期81-89,共9页

多端柔性直流配电系统在发生接地和短路等故障时,故障的诊断与快速隔离、过电流及其抑制、过电压及其防护问题是系统安全可靠性运行的关键。为此首先概述了柔性直流配电系统的典型拓扑结构和主接线;其次,从故障隔离措施与限流方案的配... 多端柔性直流配电系统在发生接地和短路等故障时,故障的诊断与快速隔离、过电流及其抑制、过电压及其防护问题是系统安全可靠性运行的关键。为此首先概述了柔性直流配电系统的典型拓扑结构和主接线;其次,从故障隔离措施与限流方案的配合设计方法、系统过电压与绝缘配合研究方法、设备暂态电流研究方法等方面进行了梳理分析;然后,分析提出了同样基于故障中电磁暂态过程分析的故障诊断及隔离、限流方案、过电压与绝缘配合、设备暂态电流等研究,有必要从系统的角度开展其多方面的综合协调防护研究;最后,对柔性直流配电系统未来可能遇到的电磁暂态分析问题进行了展望。 展开更多

关键词 中压直流配电系统 过电压 过电流 雷电侵入波 绝缘配合 限流方案 防雷方案

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一种基于泰勒展开的临界降阶直流配电系统稳定控制算法 被引量：5

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作者 袁宇波 易文飞 +3 位作者 赵学深 朱琳 王一振 刘海涛 《中国电力》 CSCD 北大核心 2021年第10期73-80,共8页

以中压直流(medium-voltage DC, MVDC)配电系统为研究对象,建立了直流系统的临界降阶模型,研究了恒功率负载对系统稳定性的影响。由于直流系统中恒功率负载的负阻抗特性会导致系统电压发生振荡失稳现象,给稳定运行带来不利影响,提出一... 以中压直流(medium-voltage DC, MVDC)配电系统为研究对象,建立了直流系统的临界降阶模型,研究了恒功率负载对系统稳定性的影响。由于直流系统中恒功率负载的负阻抗特性会导致系统电压发生振荡失稳现象,给稳定运行带来不利影响,提出一种能够提高MVDC配电系统电压稳定性的稳定控制算法,通过状态反馈控制、下垂控制及电压控制中关键参数的分散灵活设计,改变系统主导极点在s域平面的位置,有效提高MVDC配电系统的稳定性。仿真结果验证了临界降阶模型的合理性以及基于泰勒展开控制算法的有效性。 展开更多

关键词 中压直流配电系统 泰勒展开 阻尼比 临界降阶模型 稳定控制算法

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无联结变压器MMC-MVDC配电网零序电压抑制策略 被引量：9

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作者 李钢 田杰 +3 位作者 卢宇 李海英 陆翌 邱德锋 《电力建设》 北大核心 2018年第7期57-63,共7页

介绍了基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的中压直流配电网采用无联结变压器接入的技术方案,针对单相故障零序电压导致直流波动和非故障站电压畸变,分析了单相接地故障零序电压产生及传导机理,并设计了相应的... 介绍了基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的中压直流配电网采用无联结变压器接入的技术方案,针对单相故障零序电压导致直流波动和非故障站电压畸变,分析了单相接地故障零序电压产生及传导机理,并设计了相应的零序电压抑制控制器(zero sequence voltage suppressing controller,ZSVSC),抑制直流正负极电压中含有的零序电压,实现了非故障站交流电压对称稳定运行。在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了含ZSVSC的两端基于模块化多电平换流器的中压直流(modular multilevel converters medium voltage direct current,MMC-MVDC)配电网仿真模型,仿真结果表明所设计控制器在不影响已有正负序控制策略的基础上,有效抑制了零序电压。 展开更多

关键词 中压配电网 模块化多电平中压直流配电系统 单相接地故障 零序电压抑制控制器

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