VSC-MTDC配电网优化协调控制研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:lhj123
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在过去的几十年中,直流电网的在成本、效率、可靠性、供电以及与能源领域可再生能源的整合等方面都呈现出一些优势。与高压多端直流输电网不同,许多国家对柔性多端直流配电网的研究尚处于概念和规划阶段,但研究和开发项目已逐步展开。随着世界各地高压直流输电系统安装量的不断增加,灵活的MTDC配电网作为一个将输电系统与负荷中心连接起来的平台,通过高效的分布式能源接入、节能降耗,必将对我们的未来生活产生重大影响。以及环境保护。大力推进电压型变换器多端直流(VSC-MTDC)配电网的研究和示范工程,必将具有重大意义。直流电压控制无疑是保证VSC-MTDC电网高效运行和稳定运行的重要方面之一,但由于直流配电系统惯性小,直流电压容易受到功率波动的影响。本论文的目的是研究适用于柔性MTDC配电网的协调优化控制策略,以便在多个变换器之间共享直流电压控制,并根据直流配电网的特点,在其投入商业运行之前,实现系统的稳定优化运行。提出了将整个直流电网控制框架分为三个主要控制层的综合解决方案。已经研究了不同的情况,包括和排除电网损失或分布式能源频繁波动。本文提出了一种混合粒子群优化算法,对VSC-MTDC配电网直流电压裕度控制器的参数进行优化。该方法利用误差的时间加权绝对值积分(ITAE),提出了一个具有不同时间间隔的多目标函数,使电压裕度控制器能够提供最小的稳态误差。为了验证所提出的控制参数优化方法的有效性和鲁棒性,在PSCAD/EMTDC仿真软件中,采用电压裕度控制策略对三端VSC-MTDC配电系统进行了暂态仿真,并给出了过冲、上升和快速沉降时间。并与快速沉降时间进行了比较。此外,还实施了最常用的输电网协调直流电压控制策略,突出了它们的不足。为此,提出了一种改进的VSC-MTDC配电网直流电压协调控制策略。所提出的协调直流电压控制策略结合了降速控制、改进的双级电压裕度控制和无失真带电压降速控制等先进控制策略的优点。为了验证该方法的有效性和鲁棒性,在PSCAD/EMTDC仿真软件中,采用不同的协调直流电压控制策略,对四端VSC-MTDC配电系统在稳态和瞬态条件下进行了动态仿真。最后,为保证直流电压稳定、功率平衡和最小损耗,提出了一种有效的电压分层控制方法。在该方案中,下控制层采用能快速响应功率波动并保证直流电压稳定的降速控制策略,上控制层采用基于最优潮流(OPF)的混合粒子群优化(HPSO),有效地找到直流电压和有功功率的最佳参考值。电压调节转换器,以尽量减少在灵活的MTDC配电网运行期间的损耗。在这种控制结构中,为了避免换流站直流电压超过其直流电压运行限值,在上控制层增加了 N-1约束。在PSCAD中设计并仿真了五端变结构配电网。首先进行了稳态分析,然后对动态仿真结果进行了分析。
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