直流配电网的综合调压控制策略研究

随着分布式发电技术、多端直流输电技术的发展以及新型直流设备的技术突破,直流配电网得到了越来越多的关注和研究。与交流配电网相比,直流配电网能够减少大量的DC/AC换流环节,降低换流站的建设和运行成本,不存在无功环流、频率和功角稳定性等问题,可以有效解决交流配电网中存在的三相不平衡、电网谐波等一系列电能质量问题。本文针对直流配电网的电压调整控制以及综合调压控制策略进行深入研究,主要研究内容如下:(1)分析了直流配电网的典型拓扑结构和电压源换流器(VSC)的基本原理,并建立了VSC的稳态数学模型。在此基础上,分析了直流配电系统的分层控制系统,并对包括外环控制器与内环控制器的换流站级控制器进行了设计,为直流配电网的电压控制策略的设计奠定基础。(2)分析了直流配电网采用直流电压下垂控制的原理及优缺点,针对直流电压下垂控制存在的电压偏差问题,提出了一种附加直流电压偏差补偿控制的改进直流电压下垂控制策略,以减小直流电压偏差和提高直流配电网的可靠性。在仿真平台上搭建了两端直流配电网和三端环状直流配电网模型,进行直流配电网稳态和暂态运行仿真分析,验证了所提控制策略的有效性。(3)研究了直流配电网的综合调压控制策略,设计了直流配电网的电压控制体系,对直流配电网的一次调压和二次调压进行了详细的分析和研究,一次调压采用基于U-P控制特性的多端直流电压下垂控制,二次调压针对不同的优化目标:电压优化、网损优化、电压和网损综合优化,分别提出了基于电压优化算法的综合调压控制策略、基于网损优化算法的综合调压控制策略和直流配电网的电压和网损综合优化控制策略。为未来大规模直流配电网的电压控制和优化运行提供参考。(4)搭建了直流配电网的综合调压仿真模型,对本文提出的基于电压优化算法的综合调压控制策略、基于网损优化算法的综合调压控制策略和直流配电网的电压和网损综合优化控制策略分别进行了仿真分析,验证了所提综合调压控制策略的有效性。