直流配电网研究现状综述

直流配电网在解决新能源接入电网、优化配电网电能质量、提高配电网电能传输能力等方面具有技术优势。通过定量分析系统损耗、线路电压损失、供电能力及可靠性,可以得出配电网采用直流送电具有明显的经济性。国内外对直流配电网关键技术已有一定的理论研究,并以微电网的形式对相关技术进行了实践验证。当前直流配电网领域还存在诸多技术关键点和难点有待研究,如系统设计、含新能源接入的协调控制、故障的快速隔离与恢复等,未来的直流配电网将在解决这些难点的基础上得到进一步应用研究。

风储直流微网虚拟惯性控制技术

针对传统直流微网惯性低而导致直流电压质量变差的问题,提出风储直流微网的虚拟惯性控制策略。该控制策略将直流母线电压与大电网瞬时功率调节、蓄电池下垂系数调节以及风电机组转速调节联系在一起,使得各变流器在系统受到扰动时在各自直流侧虚拟出较大的电容值,以提高整个系统的惯性。另外,针对风电机组虚拟惯性控制的不足,提出直流微网协调虚拟惯性控制策略,协调控制大电网、蓄电池以及风电机组,在系统受到扰动时让大电网以及蓄电池提供的惯量由暂态电压的低频分量决定,风电机组提供的惯量由暂态电压的高频部分决定。在Matlab/Simulink中搭建风储直流微网模型并进行时域仿真,算例结果验证了该控制策略不管在直流微网并网运行或者离网运行的情况下,均能够改善系统暂态响应,提高直流母线电压的电压质量。

基于模拟定位电路的多峰值MPPT方法

针对局部遮荫或者不同特性光伏组件组合的光伏发电系统,提出一种基于模拟定位电路的多峰值最大功率点跟踪方法。采用硬件模拟定位电路和软件数字控制算法相结合的方式,先利用定位电路在极短的时间内准确地找到多峰值情况下的全局最大功率点,再选择相应的控制算法进行跟踪调节和保持稳定,最终实现光伏发电系统的最大功率输出。与传统功率曲线扫描方法相比,该方法不需要使用高速的AD转换电路,对后级控制电路的扰动小,并且对系统工作效率的影响也非常小。仿真和实验的研究结果表明所提方法易于实现,稳定可靠。

电力电子化电力系统暂态稳定性分析综述

与传统交流电力系统相比,电力电子化电力系统具有其特殊性,其拓扑结构会随着电力电子器件的开关动作而改变、多个时间尺度的控制相互作用、非线性程度强、结构更加复杂、状态变量阶数更高,这些特点给电力电子化电力系统的暂态稳定性分析带来了严峻的挑战。该文首先基于电力电子化电力系统的结构特点将其暂态稳定性分析划分为3个层次;然后通过研究电力电子化电力系统与传统交流电力系统暂态稳定性分析的差异,结合非线性系统理论阐述其暂态稳定性的本质;接着总结将传统交流电力系统暂态稳定性分析方法应用于电力电子化电力系统所需要解决的问题;最后将直接法分解成建模、简化模型、构造李雅普诺夫函数和估计吸引域4个步骤。该文全面梳理暂态稳定性分析方法,探索电力电子化电力系统暂态稳定性分析的基本思路和方法,为电力电子化电力系统的暂态运行及控制研究提供一些可靠的理论基础。

舟山5端柔直孤岛状态检测和控制模式切换

孤岛运行模式是舟山5端柔直工程的重大挑战之一,舟山各岛屿间交流联络很弱,而且该地区为台风多发区,因此容易形成孤岛运行模式。介绍了基于频率变化的孤岛检测策略,该策略不需依赖交流电网的断路器状态。针对多端柔直中交直流混合电网拓扑结构复杂导致的孤岛模式切换困难,阐述了在多端系统中保证仅有一端切换为孤岛的策略。针对跳闸的交流线路故障清除后重新并网,孤岛模式解除的情况,介绍了基于交流电流上升和短暂换流阀闭锁的孤岛转正常运行策略。上述策略经仿真验证后实际应用于舟山5端柔直工程,并在交流线路跳闸造成孤岛运行的情况下将相应柔直换流站成功转为孤岛运行模式,避免了全岛停电事故,验证了上述策略的有效性。