张北阿里云数据中心柔性直流输配电系统

阿里数据港张北数据中心是阿里巴巴集团在张北地区云计算基础设施的一个重要基地。数据港所在园区内的用电设备主要包含数据处理服务器、电动汽车和其他用电设备,呈现高耗能和交直流负荷并存的特点。同时,张北地区新能源种类丰富、能源充足,需要探索新型输配电结构,以实现100%清洁能源利用和对数据中心的高效稳定供电。以张北数据中心柔性直流输配电示范工程为例,阐述了基于柔性变电站的直流输配电系统。该系统以柔性变电站为核心建立了交直流混合配电网,实现了新能源以直流电能形式就地消纳与多端口之间不同形式、不同等级的电压高效变换以及交直流负荷的可靠供电。此外,介绍了张北阿里云数据中心柔性直流输配电系统的构成、柔性变电站的组成和基本原理,分析了用于交流负荷供电以及辅助柔性变电站起动的双向DC/AC变流器在系统中的作用及原理,为建设柔性直流输配电系统工程提供参考。

基于柔性直流输配电系统控制策略研究

近年来,我国在柔性直流输配电系统上的研究越来越多,柔性直流输配电系统优点很多,首先控制速度快,能够对交流电网电压稳定管理,顺利接入无源系统。柔性直流书配电系统在电网互联等诸多领域中被广泛应用。随着我国电力电子器件行业高度发展,柔性直流输配电系统展现出了其特有的应用特性,一方面造价和维护的费用低,另一方面其传输容量被提高。此外,该输配电系统逐渐扩大了直流输电的应用范围,是配电领域研究的重点内容。基于此,本文对其控制策略进行研究。

柔性直流输配电系统控制策略研究

柔性直流输配电系统作为一种新型电力系统,以其自身可控性、稳定性等优势广泛应用于电网互联、可再生能源并网等场合,但是,越来越多大功率电力电子器件的应用,在降低系统成本的同时,提升了系统传输容量及电压等级,在一定程度上增加了系统运行不稳定性。本文将对柔性直流输配电系统应用存在的不足之处进行分析和研究,并提出相关控制策略,旨在为电力系统可靠运行提供参考和借鉴。

内嵌于MMC换流器的多端口直流潮流控制器

在柔性直流输配电系统中,由于直流系统易于通过多点馈入、多端成网以解决控制灵活及供电可靠的问题,环状及网状多端柔性直流输配电技术正获得越来越多的关注与研究。为解决柔性直流网络中潮流控制自由度不足问题,需要增加直流潮流控制器以实现潮流优化控制,达到输电走廊堵塞缓解及线损减少的目的。针对基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的多端柔性直流网络,提出一种内嵌于MMC的多端口直流潮流控制器(embedded DC power flow controller,e-DCPFC),可实现同一电压等级环状或网状柔性直流电网的潮流控制。其通过对MMC拓扑的衍生实现,具有结构简单及易于多端口扩展的优势,且线路潮流双向可调。该文描述内嵌式直流潮流控制器的拓扑结构及工作原理,提出其与MMC的协同控制策略,在Matlab中搭建仿真模型,通过3种运行工况验证e-DCPFC的可行性及有效性。最后搭建e-DCPFC的原理样机进行实验验证,实验结果证明该直流潮流控制器在各种工况下直流网络潮流控制有效。

提升弱电网阻尼性能的VSG控制策略研究

MMC(modular multilevel converter,MMC)直流输配电技术相比传统的直流输配电技术,更适用于向弱交流电网供电的情况。但随着新能源发电渗透率增加,电力系统的等效惯量和等效阻尼逐渐减小,其稳定性问题变得越来越严重。而虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)技术的提出有效地解决这一问题。为进一步提高系统的稳定性,在已有VSG控制技术的基础上,提出了一种基于虚拟电阻的MMC控制策略。首先,介绍了MMC换流器系统的拓扑结构;然后通过建立受端交流电网MMC系统小信号模型分析得出电阻对系统稳定性的影响。在此基础上,对VSG控制技术进行改进,等效增大MMC换流器系统与交流电网之间的电阻,从而提高系统的稳定性;最后,通过PSCAD/EMTDC软件进行仿真计算,结果验证了所提控制策略的正确性。

一种具有故障电流自清除能力的MMC子模块拓扑研究

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)因具有模块化的结构,易于达到高电压等级,输电效率高,不需要安装交流滤波器等优点,广泛应用于柔性直流输配电领域.针对架空直流输电线路经常出现瞬时性短路故障的问题,该文提出一种具有故障电流自清除能力的子模块.该子模块在正常工作时可以提供3种电平,且2个电容能够独立工作在单电容模式,便于子模块电容均衡.之后,对直流输电系统发生故障后的状态进行了详细分析,将故障状态分为闭锁前及闭锁后两个阶段,并建立了相应的数学模型.最后,在MATLAB/Simulink上搭建了仿真模型,通过双极短路以及单极短路故障仿真,验证了所提子模块电流清除能力的有效性.