具有直流故障穿越能力的柔性配网变流器研制

柔性配网变流器将不同低压交流母线互联,可平衡母线间的负荷,提高配网设备的利用率。针对传统的配网变流器在直流故障容易损坏的缺陷,设计了1 500 V/1 MW的具有直流故障穿越能力的柔性配网变流器,首先分析了所设计的柔性配网变流器穿越直流故障的工作原理,然后设计了其主电路参数和控制策略,最后设计了可同时测试两套配网变流器的试验系统,对所设计配网变流器的初级参数和控制策略进行了有效的验证。

智能微网与柔性配网相关技术探讨

通过对现代配电网的发展趋势分析,指出智能微电网技术与柔性配网技术是配网技术升级的有效手段。对智能微网的运行模式、主要应用技术、运行控制框架等关键技术进行概述,分析该领域主要技术发展情况。对柔性配网概念进行介绍,讨论了柔性配网中的关键电力电子设备构成、技术路线及其应用领域。着重分析了柔性配网技术对既有配网运行模式的改善,探讨其应用价值。

基于多目标粒子群算法的柔性交直流混合配网变电站检修工时预测

当多个变电站同时需要检修的情况下,受到多种因素限制,难以获取到准确的工时预测结果。为了合理安排工作班组,减少检修时间,设计一种基于多目标粒子群算法的柔性交直流混合配网变电站检修工时预测方法。以检修工时作为目标函数,检修过程中的时间段、检修互斥量、检修班组资源等作为约束条件建立柔性交直流混合配网变电站检修工时预测模型,设计多目标粒子群算法的系数寻优流程,完成变电站检修工时的预测。算例分析结果表明,该方法应用下的预测值与实际值之间标准曲线相关系数更接近1,平均绝对偏差和平均绝对百分比误差更小,预测偏差更低。

基于控保协同的多端柔性直流配网故障测距方法

柔性直流配电网故障电流冲击大、危害严重,通过改变柔性直流配电网中可控元件的控制策略,可以改变故障特性,进而为故障保护与测距提供支持。为此,提出基于控保协同的多端柔性直流配电网故障测距方法。首先,以四端柔性直流配电网为例,分析配电网的故障特性与限流特性。其次,研究柔性配电网中的关键设备限流电抗器对直流配电网故障特性的影响,并基于此提出直流配电网两阶段控保协同策略。在控保协同第I阶段中,利用限流电抗器的限流特性抑制故障电流发展,辅助故障隔离;在控保协同第II阶段中,控制限流电抗器通断策略,通过短暂重合闸向直流配电网注入可控小电流,进行故障测距。最后,搭建含光/储的四端柔性直流配电网仿真模型,验证所提方法的有效性。

孤岛运行方式下柔性直流配网高次谐波谐振及抑制措施研究

针对孤岛运行方式下柔性直流配电网系统高次谐波谐振问题,基于电缆分布参数模型建立柔性直流配网的数学模型,推导出谐波电压增益的通用数学表达式,并对孤岛运行方式下某实际柔性直流配网系统的高频谐波谐振特性进行了分析。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建基于电缆频率相关模型—Phase模型的孤岛柔性直流配网仿真模型,实测数据验证了仿真模型的准确性,通过仿真模型证实谐波电压增益通用数学表达式的有效性。结合实测数据与仿真结果提出一种适用于柔性直流配网谐波的混合无源滤波器,并基于仿真模型对其滤波特性进行验证。仿真结果表明:混合无源滤波器不仅能有效滤除柔性直流配网系统中的高次谐波带以及特定次数的低次谐波,还会改善系统谐振特性,提高系统的电能质量。

交流电压不对称下柔性直流配网换流站功率传输极限研究

为了维持直流配网中直流电压的稳定,需要换流器在交流电压不对称时消除传输功率的二倍频波动。分析了交流电压不对称下换流器的不平衡控制策略。由于换流器过流能力限制,换流站的传输功率极限受不对称电压影响,推导了交流侧传输功率极限解析式。针对直流侧功率极限解析式难以求得的问题,提出了直流侧功率极限的数值计算方法。最后通过电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对交流电网不对称下换流器传输功率极限进行了验证。功率极限值的给定,为合理分配多端直流配电网各端的功率,维持直流电压稳定提供了参考。

柔性直流配电网在深圳电网的应用研究

为解决深圳市配电网所面临的线路扩容、电能质量治理、分布式电源并网发电以及直流负荷用电需求增大等问题,分析了柔性直流配电技术的优势特点和解决深圳配网上述问题的可行性与有效性,并针对深圳宝龙工业城交流配网现状,分布式电源、负荷和储能的实际情况,设计了柔性直流配网示范工程的拓扑网架和运行方式。最后对柔性直流配网技术领域有待进一步解决的问题和未来发展方向进行了简要说明。

柔性直流配网用MMC软启电阻试验研究

中压柔性直流配网用电压源变换器(VSC)换流阀通常采用模块化多电平换流器(MMC)拓扑结构,MMC在启动过程中需要对子模块电容进行预充电,预充电阶段通过投入软启电阻限制冲击电流,软启电阻选择不当将影响充电时间、电容充电电压等,甚至造成电阻损坏。这里通过理论分析获得软启电阻选择限制因素,并提出了软启电阻计算方法,依据多端直流配网系统参数,计算获得软启电阻参数值,并通过试验验证其合理性。

柔性直流配网中基于暂态高频阻抗比较的方向纵联保护

柔性直流配网是未来直流技术和配电系统的重要发展方向。其中,保护技术作为保证其安全运行的关键技术之一,其难点在于快速、有选择性地识别故障。针对双极短路故障,依据不同直流线路故障时暂态高频阻抗的特征差异,该文提出一种基于暂态高频阻抗比较的方向纵联保护,并形成相应的直流线路保护方案。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建基于具有直流故障隔离能力换流器的柔性直流配网模型,PSCAD仿真分析表明,该方案能够快速、可靠地实现故障判别,对系统参数变化具有较强的适应性,抗过渡电阻能力强,受噪声影响较小。

基于RT-LAB的柔性直流配电保护系统的硬件在环测试

基于PSCAD/EMTDC等纯数字仿真软件对柔性直流配电保护系统进行的研究不能真实模拟保护装置的响应特性、也不便于保护方案的开发和扩展。鉴于此,通过实时数字仿真器RT-LAB以及保护装置的无缝连接,在国内首次搭建出基于深圳典型四端柔性直流配电网的硬件在环测试平台。该平台采用独有的e HS技术解决了实时模拟高频直流变压器的难题,可显著提升测试的时效性和实用性,具有较高的置信度。利用该平台对柔性直流配电网的三种典型故障进行了硬件在环故障测试,验证了所配置保护策略的性能。结果表明:所配置的保护方案功能全、性能好,在故障时动作准确可靠,无死区;实验结果可以直接应用到一次动模实验中,可为柔性直流配电工程的建设研究提供参考。

基于变压器辅助换流的新型ZVS-ZCS逆变器

辅助谐振换流逆变器拓扑结构中存在着诸如由辅助换流回路损耗引起的转换效率低、由负荷电流变化引起的变辅助换流周期和稳定性差等问题,为此提出了一种基于变压器辅助换流的新型ZVS-ZCS逆变器。该新型逆变器通过引入(1-k)Vdc参与谐振、固定换流时间控制策略和辅助换流开关的保护等措施,大大提高该拓扑结构的运行性能和应用范围。文中在通过分析、仿真和实验的基础上得到了该新型ZVS-ZCS逆变器的可行性方案,并指出了其在DFACTS技术领域的应用场合。

Strategy for Synthesis of Flexible Heat Exchanger Networks Embedded with System Reliability Analysis

System reliability can produce a strong influence on the performance of the heat exchanger network(HEN).In this paper,an optimization method with system reliability analysis for flexible HEN by genetic/simulated annealing algorithms(GA/SA) is presented.Initial flexible arrangements of HEN is received by pseudo-temperature enthalpy diagram.For determining system reliability of HEN,the connections of heat exchangers(HEXs) and independent subsystems in the HEN are analyzed by the connection sequence matrix(CSM),and the system reliability is measured by the independent subsystem including maximum number of HEXs in the HEN.As for the HEN that did not meet system reliability,HEN decoupling is applied and the independent subsystems in the HEN are changed by removing decoupling HEX,and thus the system reliability is elevated.After that,heat duty redistribution based on the relevant elements of the heat load loops and HEX areas are optimized in GA/SA.Then,the favorable network configuration,which matches both the most economical cost and system reliability criterion,is located.Moreover,particular features belonging to suitable decoupling HEX are extracted from calculations.Corresponding numerical example is presented to verify that the proposed strategy is effective to formulate optimal flexible HEN with system reliability measurement.