电力电子化配电台区形态发展以及运行控制技术综述

随着配电台区侧新基建、新能源发展和直流负荷用电需求日益增长,配电台区呈现电力电子化发展趋势,对配电台区形态发展和运行控制带来新的挑战。该文主要围绕电力电子化配电台区结构形态、低压互联形态、经济调度、电能质量治理、稳定分析与控制、故障快速保护等6个方面,对国外内发展情况、技术特点以及应用场景进行综述,最后对未来重点研究方向进行了展望。

软常开点的双闭环控制及其在配电网中的应用

软常开点(soft normally open points,SNOPs)指代安装于传统联络开关处的一种电力电子装置,它能够准确调控其所连接双端馈线的有功潮流与无功功率。以SNOPs为研究对象,分析其在dq同步旋转坐标系下的动态数学模型,给出其双闭环协调控制结构以实现多重控制目标,在此基础上对SNOPs进行建模仿真测试,分析其动态响应及稳态工作特性。结合IEEE33节点测试系统,研究SNOPs在配电网中的应用。仿真结果表明:SNOPs能够有效平衡双端馈线负荷,降低线路损耗,提高网络电压水平。

基于多策略改进的遗传算法在配电网规划中的应用

针对电力电子化配电网规划复杂的优化问题,提出一种基于多策略改进的多目标遗传算法(简称遗传算法)。将遗传算法与配电网规划进行有效结合,研究了遗传算法在规划方案中的染色体组编码方式;对遗传算法进行具有针对性的多策略改进,涉及种群选择、交叉与变异算子以及自适应遗传算子的改进;通过种群修复提高算法的搜索能力,使染色体的决策变量在满足约束的同时,确保种群多样性启发式地进化为规划问题的最优解。通过Schaffer函数与Griewank函数对基于多策略改进的遗传算法进行性能测试,并对其组成内容、搜索特点与搜索寻优的过程分别进行了分析和讨论。结果表明,基于多策略改进的遗传算法在搜索精度与计算效率方面具有较大优势,对于配电网规划优化具有重要价值。

基于一致性算法的配电网谐波分布式治理策略

可再生能源及电力电子设备高比例接入配电网导致谐波源密集化、分散化、广域化,传统点对点谐波治理方式已不能适用。文中以电压检测型有源电力滤波器(VDAPF)为治理设备,提出多VDAPF集中与分布式控制相结合的电网侧分布式治理方案。以观测节点电压畸变整体最优为目标,从全网层面建立分布式治理系统运行点的长时间尺度集中控制优化模型,控制指令提供了全局治理参考基准。同时,针对短时间尺度VDAPF本地运行参数集中优化控制存在的通信频繁及计算量大问题,提出面向治理分区的VDAPF本地参数分布式设定方法,依据设置的一致性算法对本地运行各次谐波控制参数进行分频设定。算例分析结果表明,所提分布式治理方案可协调控制全网谐波电压,分布式优化方法提高了本地运行参数的计算效率,具有良好的可扩展性、可靠性及鲁棒性。

电压检测型APF构成的分布式谐波治理系统稳定性分析

电力电子化配电网谐波源呈现高密度分散化态势,传统用户侧点对点治理模式不能适应。电压检测型有源电力滤波器(VDAPF)通过检测节点的谐波电压并按电导特性产生谐波治理电流,更适合分散谐波的电网侧分布式治理。文中研究了VDAPF构成的电力电子化配电网分布式谐波治理系统的稳定性问题,以及VDAPF控制参数对分布式谐波治理系统稳定性的影响。给出了分布式谐波治理系统的实现方案,并推导出该系统的线性化状态空间模型。结合灵敏度方法确定了影响系统特征值的主导控制参数,建立了主导控制参数变化的系统根轨迹,并得出影响系统稳定性的主导控制参数的取值范围。结合MATLAB仿真给出了不同控制参数下分布式谐波治理系统稳定、不稳定情况的仿真结果,验证了分布式谐波治理系统稳定问题的存在性和稳定性分析的合理性。

电压不平衡下正序有功有源装置补偿特性研究

介绍了应用于低压配电网三相四线系统的电力电子动态有源补偿装置,分析了基波正序电流分量检测方法的基本原理,利用此种控制方式的配电网有源补偿装置在谐波、无功、三相不平衡方面的补偿特性。在Matlab/Simulink环境下仿真证明此种检测方法的可行性和对三相负载不平衡情况下的良好补偿特性,尤其是在三相电压不平衡的情况下,最后通过开发样机证明了此种理论在补偿配电台区无功情况下的有效性。