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【6h】

有源配电网动态特性的实时仿真技术研究

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目录

第1章 引言

1.1 课题研究的背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要工作

第2章 几种分布式电源的数学模型及其控制策略

2.1 双馈式风力发电系统

2.2 直驱式风力发电系统

2.3 光伏发电系统和储能装置

2.4 DG对实时仿真适应性的讨论

2.5 本章小结

第3章 适用于实时仿真的二电平VSC建模方法

3.1 理想开关法

3.2 L/RC模型法

3.3 平均值模型法

3.4 开关函数法

3.5 本章小结

第4章 适用于实时仿真的MMC换流器建模方法

4.1 适用于实时仿真的MMC模型分割法

4.2 基于ITM法的MMC分割模型误差补偿方法

4.3 半桥型MMC子模块群组的提速建模方法

4.4 全桥型MMC子模块的电磁暂态数值建模法

4.5 本章小结

第5章 交直流配电网及其接口换流器控制策略

5.1 交直流配电网的总体架构设计

5.2 接口换流器的几种控制策略及其功能

5.3 基于交直流柔性配电环网的潮流优化方法

5.4 本章小结

第6章 含多种分布式电源的交直流配电网实时仿真与分析

6.1 均衡馈线出力和不间断转供电实时仿真

6.2 间歇式能源调度的实时仿真

6.3 潮流优化仿真对比

6.4 本章小结

第7章 结论与展望

参考文献

致谢

附录

声明

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摘要

随着分布式电源、分布式储能系统、可控负荷、及微网等在电网中的渗透率日益提高,配电网由传统的无源网络变成有源网络,其结构将具有多样化特征,可能是交直流混合的复杂配电网。为了实现含多类分布式电源配电网的电磁暂态实时仿真,以交直流柔性配电网架构为例,从实时仿真建模技术和交直流柔性配电网的功能特点两个层面进行了研究。
  本研究主要内容包括:⑴介绍了双馈式风力发电系统、直驱式风力发电系统、光伏发电系统和储能装置等分布式电源的数学模型及相关控制策略,讨论了上述分布式电源在实时仿真中的适应性。⑵论述了理想开关法、ADC法、平均值模型法和开关函数法等在二电平电压源型换流器中的建模原理,并讨论了以上换流器建模方法在实时仿真中的局限性和适用性。在此基础上,提出了适用于实时仿真的二电平VSC开关函数建模方法,然后将其用于上述分布式电源中换流装置的建模。⑶选取模块化多电平换流器(MMC)作为交流电网与直流电网之间的换流装置,但MMC中含大量的电力电子开关器件,这对于含MMC配电网的实时仿真带来极大困难。针对此问题,提出了基于理想变压器模型法的MMC电磁暂态数值建模法,具体包括MMC分割原理、基于插值预测的误差补偿、半桥及全桥子模块的数值模型几个方面。仿真结果验证了所提MMC建模方法能够大大缩短计算机处理时间且具有极高的仿真精度。⑷构建了基于MMC的交直流柔性配电网,将多类分布式电源接入配电网适合区域内,并建立了交直流配电网接口换流器的几种典型控制策略,实现了配电系统的不间断转供电、潮流优化和间歇式能源调度等功能。在以网损最小为目标的配网运行方面,以交直流配电环网为例,提出了基于合电流矩的潮流优化方法。

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