柔性直流配电网的若干问题研究

随着用电需求与电能质量要求的不断提高,以及新能源、新材料和电力电子技术的长足发展和广泛应用,传统交流配电网将面临分布式能源接入、负荷多样化,以及一次系统结构庞杂、负荷调度及潮流均衡协调控制复杂化等一系列问题。而国外研究资料表明,相比于交流配电网,基于柔性直流技术的配电网在提升电能输送容量、增加系统可控性以及提高供电质量等方面具有更加优越的性能,而且还能很好地协调分布式电源与电网之间的矛盾,充分挖掘分布式能源的效益和价值。因此,兼具稳定性、经济性、可靠性和安全性的柔性直流配电网具有巨大的经济价值和市场潜力。 本文针对柔性直流配电网的若干重要问题进行了研究与探讨。首先,整理和论述了直流配电网的相关特点、优势、拓扑结构以及网络的整体概念,总结了当前直流配电网在调度控制、规划设计以及关键设备保护等方面的研究情况；然后,对直流配电网的基本结构、工作原理、协调控制与综合调度策略进行阐述,分析了在直流配电网中可再生能源可能造成的影响,利用PSCAD/EMTDC电力系统分析平台建立直流配电网模型并进行仿真；接着,对交、直流配电网的最大传输容量、主要设备造价与传输效率等进行了计算与分析,对于尚未实现商业化应用的装置,根据其研发费用对未来的市场价格进行了估算,并由此对交、直流配电网进行经济性分析与比较；然后,提出了一种基于遗传算法的交流电源接口换流器配置方法,对交流配电网改建为直流配电网时的换流器接入节点进行选择,即在保证换流器接入后网络能够正常运行的前提下,使线路发生N-1故障时的总电压不合格率最小；最后,对柔性直流配电网的研究情况进行总结,指出直流配电网故障诊断与定位等尚需深入研究的问题。