柔性直流配电系统高频振荡降阶模型与机理分析

在柔性直流配电系统中,由于存在多时间尺度的控制环节和物理电路相互作用的影响,容易产生高频振荡现象。文中针对柔性直流配电系统的高频振荡机理进行研究,建立了柔性直流配电系统高阶数学模型,通过对影响系统阶数的关键参数灵敏度分析实现系统降阶,推导了时域下系统参数对高频振荡频率影响的解析式,文中总结了直流侧滤波电容、交流侧等效电感和控制器参数对高频振荡的影响规律。最后,基于Simulink搭建了低压和中压柔性直流配电系统的仿真模型,仿真结果验证了理论分析的有效性。

换流器并联运行的直流配电系统振荡分析

目前直流配电系统的稳定性分析大多采用单一换流器建模研究,而当直流配电系统采用多换流器并联运行模式时容易发生交互耦合现象,导致系统出现振荡,甚至引发失稳。因此,找出多换流器并联时的失稳机理以及影响系统稳定性的因素至关重要。首先推导了基于P-Udc下垂控制的换流器并联系统模型,建立了两换流器并联系统的简化电路,并以其中一个换流器为激励源,将系统等效为RLC谐振电路并求得振荡频率的解析表达式,准确诠释了多换流器并联时的振荡机理;然后由频域分析所得的奈奎斯特图与时域仿真曲线也可以得到多换流器系统较单一换流器系统更容易出现低频振荡的结论,并且仿真所得的振荡频率与解析表达式所求的结果一致。此外,下垂系数以及交流线路电感等参数的变化均会对系统的振荡稳定性产生影响,并有一定的规律,当下垂系数增加或交流线路电感减小时,有利于提高系统的稳定性。

基于H_(∞)回路成形法的柔性直流配电系统鲁棒稳定控制

柔性直流配电系统是未来配电系统的一个重要发展方向,可极大地提高城市配电系统的电能质量、可靠性与运行效率。分布式光伏电源间歇性波动、直流负荷随机扰动、滤波电感和电阻参数摄动、下垂系数摄动等不确定性因素易导致直流配电系统发生不稳定现象。文中提出了一种基于H_(∞)回路成形法及规范互质分解技术的鲁棒稳定控制方法。在仿真软件中搭建了双端柔性直流配电系统模型,并对比分析了引入鲁棒控制器前后直流电压的稳定性差异。结果表明,所设计的鲁棒控制器可以有效处理系统的不确定性和抑制系统的低频振荡,验证了所提方法的可行性与有效性。

基于智能软开关的柔性互联交直流配电系统分布式优化

围绕柔性互联交直流配电系统的优化调度问题展开研究。通过在配电网分区边界引入智能软开关(SOP)与直流充电装置相结合的柔性互联装置,建立了计及多种分布式资源的改进柔性互联配电系统多区域、多目标分布式优化模型。通过边界及SOP解耦模型的建立,将系统优化划分为微网子区域优化、配电网子区域优化、微网与配电网分区边界处以及柔性互联装置处优化等若干子问题。考虑对各区域隐私的保护,提出了各区域内、分区边界及SOP参与分布式优化的调度方案,设计了交替方向乘子法自适应步长调整机制,提高了计算效率。最后,通过仿真验证了算法的有效性、扩展性以及柔性互联模型的经济性。