计及柔性直流装置的交直流配电网保护控制研究

交直流混合配电网可更好地接纳分布式电源和直流负荷,缓解城市电网站点走廊有限与负荷密度高的矛盾,已成为现代城市配电网的一个重要发展趋势。接入柔性环网控制装置后,配网由单端电源供电网络变为多端电源供电网络,其可靠性面临新的挑战。通过对交直流混合配电系统的故障特点进行总结,分析接入柔性直流控制装置后柔直侧及系统侧的保护影响,提出基于时序配合的智能装置协同控制架构。利用柔性电力电子器件的快速响应特性,设计柔性直流控制装置与交流保护控制装置配合的保护控制策略。在GOOSE有向节点及快速通信机制的作用下,运用保护控制协同策略进行故障定位及隔离,有效地增强了含柔性互联装置的交直流混合配电网可靠性,具有工程实用价值。

基于模型预测控制的含柔性直流装置的主动配电网电压控制

针对含有柔性直流装置的主动配电网(active distribution network,ADN),提出应对分布式电源不确定性的基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的三相电压分区控制方法:将主动配电网分为若干区域,采用全局优化和区域自治控制的时序递进控制策略。全局控制以网损最小为目标进行优化,获得各个区域主导节点的电压和离散设备控制指令;区域自治在全局优化结果的基础上,基于模型预测控制方法进行电压滚动优化控制,以应对分布式电源的瞬时波动。算例表明,该文控制方法相对于传统的开环控制方法,能有效应对分布式电源波动带来的电压越限问题,并且相对集中控制分区控制效率更高。

含柔性直流装置的主动配电网优化调度研究

随着分布式电源、储能和柔性负荷等新型元素的接入,含柔性直流装置的主动配电网(active distribution netw ork,ADN)成为未来配电网发展的重要方向。含柔性直流装置的主动配电网可实现潮流的灵活控制、区域间功率的相互支援以及更大范围内资源的优化配置等。该文针对含柔性直流装置的主动配电网,建立了考虑分布式电源就地充分消纳的"区域自治-全局协调优化"的分层优化调度架构。区域自治以区域调度费用最低为目标,采用分布式模型预测控制(distributed model predictive control,DMPC)对区域内可控分布式电源、储能和柔性负荷等可控资源进行优化控制。全局协调优化在区域自治的基础上,以全网运行成本最低为优化目标,利用柔性直流装置灵活调节区域间功率,使分布式电源在更大范围内得到充分消纳。最后通过仿真验证了DMPC对区域内可控资源有功出力控制的高效性;多场景仿真结果表明,全局协调优化可通过柔性直流装置在更大范围实现区域间功率的相互支援,促进分布式电源的最大消纳,提高主动配电网运行的经济性与安全性。

面向新能源接入的交直流柔性互联装置建模与控制

大规模的新能源发电、高效率的储能系统和高渗透率的分布式发电发展迅速,新能源采用直流并网具有更高的效率,未来基于柔性互联的交直流电网必将发挥不可或缺的作用,成为新一代电网的重要构建形态。文章分析了交直流柔性互联装置各级的控制拓扑结构和控制策略,并对控制策略进行了仿真,验证了控制策略的可行性。

基于模型设计的柔性直流输电阀控装置软件开发方法

基于传统手写代码的柔性直流输电阀控装置软件开发方法存在产品可靠性低、调试周期长、不利于后续产品维护等问题,为解决这些问题,可采用以模型设计为核心的可视化编程方法开发柔性直流输电阀控装置软件。首先介绍基于模型设计方法的开发流程、阀控顺序控制模型和环流抑制整体控制策略模型搭建方法,然后对模型进行仿真验证和代码生成及部署,最后结合乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程进行现场运行试验,完成该软件成果的工程应用。基于模型设计的软件开发方法集控制策略验证及代码生成为一体,不仅提升了开发效率和产品可靠性,且具有可操作性强、可维护性高的特点。

基于双层优化理论的交直流配电网调度研究

交直流配电网可更好地接纳可再生能源、柔性负荷、储能装置等分布式电源,是未来配电网的发展方向。它包含配电网调度部门、区域内发电投资方和区域内供电用户(储能、微型燃气轮机等)等不同利益主体,需要协调各方利益,以保证交直流配电网的经济运行。基于上述背景,文章提出了交直流配电网双层优化调度策略。上层优化计及区域调度成本及交换功率约束,以全网网损(包含柔性直流装置)最低为目标函数,通过柔性直流装置实现了全网的潮流分配;下层优化计及上层优化的区域交换功率约束,以区域调度成本最小为优化目标,实现区域内分布式发电的优化调度。通过上下两层优化,实现了交直流配电网多方主体利益平衡。最后通过仿真算例验证了交直流配电网双层优化调度策略的正确性。