直流配电网

摘要： 针对已有双端故障测距方法的缺陷,基于RL线路时域微分方程建立双端故障测距模型,利用移动数据窗和最小距离方差计算实现双端数据自同步,降低对时误差带来的不利影响;同时构建不稳定点剔除判据,规避小量相除的运算场景。在此基础上,针对高阻接地故障,利用电压源换流器短时的零模式运行向系统注入小幅扰动,配合均值滤波算法和扩大的数据窗长提高所提方法的耐过渡电阻能力。三端环形直流配电网仿真结果表明,所提方法在考虑同步误差和过渡电阻为300Ω的接地故障的场景下仍具有理想的故障测距效果,性能较现有RL双端故障测距方法有了明显提升。所提方法对采样频率需求较低,在配电网中具有良好的应用前景。

摘要： 直流配电网凭借自身独特优势,逐渐成为未来电网中配电环节发展的主流方向。以直流配电网为基础,针对其典型的电能质量问题进行综合评估,提出基于主客观综合赋权法的模糊聚类FCA的电能质量综合评估方法。构建与直流配电系统相匹配的电能质量综合评估指标体系,分别采用改进层次分析法AHP及熵权系数法计算指标主客观权重值,运用博弈论进行综合赋权;同时构建模糊聚类模型,对直流配电系统电能质量进行综合评估。通过算例分析,证明该综合评估方法的合理性和有效性,对完善电能质量综合评估体系与加强评估电能质量的科学性起到促进作用。

摘要： 为快速检测及可靠识别直流配电网故障,提出一种基于改进经验小波变换和改进多视角深度矩阵分解的直流配电网故障检测方案。通过最小二乘法非线性拟合故障电流局部的相频谱函数,基于此在一定的条件下修改经验小波函数的相频响应,使之尽可能与故障电流的局部相频特性相匹配;运用改进经验小波变换分解电流,计算细节分量c_(3)的模极大值,构造故障检测判据;设计一种权重自学习网络,依据数据对分类任务的重要性分配不同的权重,嵌套于多视角深度矩阵分解模型前端,运用改进多视角深度矩阵分解模型对电流分量c_(1)—c_(3)、极间电压u_(dc)这4个视角的数据进行故障特征提取,通过软分配层实现故障的分类。仿真测试结果表明,所提故障检测方案能够满足故障检测速动性、可靠性的要求,故障分类准确度高,为后续故障处理奠定了良好基础。

摘要： 柔性直流配电网可以高效连接分布式电源和直流负荷。然而直流配电网双极短路故障时电流上升迅速且峰值高,如何通过保护间相互配合在短时内准确识别并切除故障区域成为亟待解决的关键问题。文中根据直流配电网中DC/DC换流器对暂态电流高频信息的边界效应,使用离散小波变换提取电流高频分量,进而构造一种通过保护定值进行配合的两段式单端量保护,可快速、可靠地识别故障区域。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建配有直流断路器的辐射状柔性直流配电网模型,仿真分析结果表明所提保护方法能快速、准确识别并切除故障线路。

摘要： 针对LLC谐振变换器在新能源、储能、数据中心、电力电子变压器等直流配电网大功率应用场景中所存在的调压困难问题,提出了一种采用辅助变压器的可调压谐振零电压零电流开关(ZVZCS)变换器。所提变换器在传统LLC谐振变换器的基础上增加了辅助变压器和辅助半桥,通过调整辅助半桥和一次侧全桥之间的移相角可以调整辅助变压器参与升压的时间,在保证主开关管软开关的前提下实现了调压功能,同时实现了辅助开关管的零电压开通。文中详细介绍了变换器的电路结构、工作原理、参数设计过程。通过100 kW仿真模型对所提拓扑的原理以及参数设计的正确性进行验证,仿真结果表明,与传统LLC谐振变换器相比,所提变换器在大功率场景下具有更优的效率。最后,搭建了2.5 kW实验样机对所提拓扑进行了有效性验证。

摘要： 与交流配电网不同,直流配电网的振荡特性主要由直流电压或直流电流的振荡特性体现。针对恒功率负荷接入含有直流限流电抗器的直流配电网所引起的振荡现象,本文首先采用简化模型分析引起直流配电网振荡失稳的机理;其次,通过分析电池储能双向充放电运行原理,提出一种采用电池储能装置抑制直流配电网电压振荡的策略,该策略是反馈接入点的直流电压至高通滤波补偿器,将产生的补偿电压与电流环产生的电压叠加之后生成功率器件的调制波;最后,采用电磁暂态仿真模型,验证了电池储能在充放电双重模式下均具有抑制直流配电网振荡的性能。

摘要： 为满足直流配网故障隔离可靠性与选择性要求,提出了一种采用斯皮尔曼相关系数与电流积分比率配合的直流配网线路纵联保护方法。首先,分析了直流线路在不同类型故障时暂态电流波形相关性的特点;其次,利用线路暂态电流波形在不同故障时的相关性差异构造保护判据,进行区内外故障判定、故障类型区分和故障区段定位,利用单极接地故障时同端电流积分比率的差异判断故障极;最后,在PSCAD上搭建直流配电网模型对所提保护方法进行仿真验证,所设置的故障区域、类型等与所检测故障一致,验证了方法的准确性与选择性。对该方法抗过度电阻与分布电容能力进行的评估结果验证了方法的可靠性。

摘要： 唐家湾三端柔性直流配电网工程成功应用了世界首套±10 kV三端口混合式直流断路器,可实现多端换流站的联络及故障快速隔离,从而保障系统安全可靠运行。针对珠海唐家湾三端柔性直流配电网工程中三端口混合直流断路器拓扑结构设计RTDS仿真模型,结合直流输电工程控制保护功能性能试验要求分析设计RTDS与控保系统接口,最后,对三端口混合直流断路器中Path2混合直流断路器断流能力及换流过程进行仿真验证,仿真试验结果表明,RTDS仿真系统可在3 ms内开断故障电流2 kA。目前,三端口混合式直流断路器RTDS仿真系统已接入唐家湾三端柔性直流配电网工程(物理层)控制保护RTDS试验系统。

摘要： 为抑制直流配电网短路故障电流,降低其内部断路器开断要求,提出了一种可串联于直流线路的新型柔性限流器。正常运行时,通过桥型电路将该柔性限流器旁路,使其不影响系统的运行。故障时,通过桥型电路的自然切换,将该限流器串入直流配电网系统,为故障回路提供可变箝位电压,实现AC/DC换流站出口放电电容压降的灵活控制,进而有效抑制故障电流。通过引入带有受控源的闭环铁芯,解决该柔性限流器电感饱和问题,延长其在故障情况下的有效作用时间。最后,通过Matlab/Simulink仿真平台,验证所提柔性限流器的有效性和可行性。

摘要： 针对基于储能组中退役电池具有不同的衰减程度和电压,提出了一种适用于直流配电网的多退役电池组并联的新型拓扑及其控制方法。首先,分析了采用下垂控制的多退役电池储能组并联运行时母线电压下降特性;其次,提出了一种基于离散一致性的二次电压恢复控制解决母线电压偏差;最后,对多退役电池储能组进行重组和功率分配,通过离散一致性算法选择健康状态(state of health,SoH)良好的单个退役电池投入储能组中优先输出;结合每个储能组中退役电池荷电状态(state of charge,SoC)分布情况,实时调节储能电池组的下垂系数,优化退役电池的SoH和实现SoC一致性。通过对包含3个退役电池储能组的直流配电网仿真和实验分析,验证了所提控制方法的有效性。

摘要： 为提高直流配电网的电能质量,提出了一种基于蓄电池-超级电容混合储能的母线电压分区控制策略,对母线电压进行6层分区治理,并网点采用定电压控制策略,蓄电池用于平抑母线电压波动较小时的功率缺额,超级电容用于协助平抑母线电压急剧变化时的功率缺额.最后通过Matlab/Simulink仿真验证了在所有区间中,所提控制策略都能够有效切换,维持母线电压稳定.

摘要： 随着电力电子技术的发展和新能源并网的普及,传统交流配电网越来越难以适应当下的发展现状,以交直流形式存在的混合配电网以及直流配电网,是将来的发展趋势.考虑到直流配电网有新能源的接入,本文提出一类计及新能源并网发电的直流配电网的综合评估指标,以及该类指标的计算方法.通过对新能源发电的可靠性新指标的计算,结合传统的可靠性指标,形成针对直流配电网可靠性的综合评价体系,并建立直流配电网可靠性评价的函数模型.结果表明,在新能源并网之后,三种拓扑形式的直流配电网传统可靠性指标都有所提高;随着传统系统可靠性指标的权重增大,不同拓扑的可靠性值均增大;直流配电网综合指标与直流负荷的比例有关,与新能源发电的可靠性水平以及其权重有很大关系.

摘要： 直流配电网因其便于分布式能源、直流微电网接入等优势成为国内外研究热点.论文针对直流侧典型负荷接入对±l0kV直流配电网电压稳定性的影响开展了理论分析与仿真研究.基于直流配电系统拓扑结构,理论分析了直流侧四类典型负荷接入过程对直流系统电压稳定性的影响以及换流器接入充电电阻的必要性.基于PSCAD/EMTDC程序建立了±10kV直流配电系统电磁暂态仿真模型,仿真研究了直流侧四类典型负荷接入过程对直流配电系统电压稳定性的影响.分析了换流器接口设备充电电阻和充电时长的影响,并提出了四类典型负荷接入过程中换流器接口设备的最适宜充电电阻和充电时长.

摘要： 随着社会经济与技术的发展,以及分布式电源并网与电能质量问题给传统交流配电网带来的挑战,构建直流配电网已经成为未来配电网的发展趋势.本文首先阐述直流配电网的优势,给出构建直流配电网的必要性;其次对直流配电网的典型系统架构进行概述;随后具体探讨了构建配电网的三个关键问题:多源协调控制问题、直流配电网稳定性问题以及接地与保护问题,以期为未来直流配电网的深入研究提供参考.

摘要： 直流配电网直接面向直流供用电设备,便于实现可再生能源的并网集成和直流负荷的高效用电,具有重要的应用前景.为了平抑直流配网中因可再生能源随机性引起的电压波动,本文提出直流电气弹簧的概念加以应对.rn 利用电力电子变换器调节直流配网中的可控负荷,使其跟随可再生能源出力的波动性和不确定性,将波动功率抑制在本地侧,避免间歇性的潮流在配电线路上传输,从而有效抑制因可再生能源输出功率引起的电网电压波动.在建立了典型直流配网电路模型的基础上,分析了直流配网电压波动的原因,以及影响因素.然后提出了直流电气弹簧的数学模型和控制策略,对直流配网的电压波动进行抑制.最后,利用PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了所提控制方法的正确性和有效性.

摘要： 随着化石能源的日益枯竭,风光等可再生能源、储能系统、电动汽车等新技术逐渐得到人们的重视.但它们在并网时会产生不可避免的换流损耗,而直流配电网在降低新能源换流成本、提高其能量利用率等方面具有较为明显的优势,且通过对换流器运行指令的合理有效设计,可以实现直流配电网的安全、经济、高效运行.文中首先介绍了直流配电网的特点与优势,并对其系统结构进行了简要说明;然后对直流配电网能量优化管理技术以及基于优化指令的换流接口协调控制技术的最新研究进展进行了综述;最后讨论了仍有待进一步改进和完善的相关研究方向.

摘要： 由于柔性直流配电网中不存在电磁环网问题,为提高供电可靠性可以使用更加复杂的配电网拓扑结构.为了探究拓扑结构对于直流配电网可靠性的影响,本文参考IEEE RBTS Bus5标准城市交流配电网,构造了六种直流配电网拓扑结构,并使用最小割集法对这六种拓扑结构进行了可靠性计算和对比,同时分析了直流断路器配置对于敏感负荷点可靠性的影响.研究结果表明:手拉手及多电源环状拓扑的可靠性要明显高于辐射状和单电源环状拓扑,但多电源拓扑结构通过增加电源点对于可靠性的提升效果不明显;敏感负荷支路两侧配置断路器能有效提高该负荷点的可靠性.

摘要： 随着用电负荷密度逐步增大及大量分布式电源接入,目前配电网面临供电能力不足问题.直流配电网供电容量、线路损耗、各类电源与负荷接入适应性等方面与交流配电网络均有差别.通过对交流供电线路供电能力的分析,推导出直流供电线路在不同约束条件下的供电能力计算模型,并在假设的不同电压等级下,分别进行了负荷矩与供电距离的比较.得出在计算供电线路供电能力时电压约束和线路损耗约束在交、直流系统中所起作用不同,提出了交、直流配电网络线路供电能力计算选取依据,为今后更深远的研究提供参考.

摘要： 本发明涉及一种直流配电网直流线路保护方法及装置，包括：根据线路本侧电流和电压，判断是否满足线路保护启动判别；若满足线路保护启动判别，则判断是否满足下面的条件：1)未接收到线路对侧故障启动反方向信号；2)线路本侧电流为设定正方向；其中，对于正极线路，其两侧电流的方向是以母线流入线路为设定正方向；对于负极线路，其两侧电流的方向是以线路流入母线为设定正方向；3)线路本侧电流满足设定的动作条件；若满足，则直流线路保护延时设定时间后动作。本发明通过接收线路对侧的故障启动信号以排除线路对侧发生故障，可以可靠判断出线路本侧是否发生故障，有效避免了线路对侧故障导致线路本侧保护误动的问题。

摘要： 本申请公开了一种直流配电网单端闭锁后直流涌流分析方法及相关装置，方法包括：S1、将单端闭锁后的直流配电网中的避雷器支路当做电阻，构建含RLC回路的等效电路；S2、根据各RLC回路的初始电流以及各初始电流之和计算得到等效的初始电阻，根据初始电阻并基于微分方程组计算得到各RLC回路的电流以及各电流之和的时域表达式；S3、设定时间间隔，并通过时域表达式计算下一时刻各RLC回路的电流以及各电流之和，并生成时间间隔内的电流曲线；S4、将电流作为初始电流、电流之和作为初始电流之和后重复步骤S2‑S4，直至电流之和等于0，得到各时间间隔内的电流曲线。解决了现有技术涌流计算准确性较差的技术问题。

摘要： 本发明公开了一种用于将三相四线交流配电网改为直流配电网的方法，将原先三相四线交流配电网的输电线路中的四芯电缆改造成两组直流回路，且更换部分负载所接入的直流回路，使两组直流回路的负载处于同一范围内以减少线路损耗。本发明的用于将三相四线交流配电网改为直流配电网的方法具有操作简便、线路损耗少以及安全可靠等优点。

摘要： 本发明实施例公开了一种直流配电网接地方式的确定方法、装置及直流配电系统。该确定方法包括：获取直流配电网发生直流单极接地故障时产生的接地故障电流和接地故障电压，以及所述直流配电网的电源侧接地电阻和配电网接地电阻；基于所述接地故障电流确定被测对象接触所述接地故障电流对应的人体电阻；根据所述接地故障电流、所述接地故障电压、所述电源侧接地电阻、所述配电网接地电阻和所述人体电阻确定在所述直流单极接地故障时人体接触电流，并根据所述人体接触电流确定所述直流配电网的接地方式。本发明实施例的技术方案，以实现准确确定配电网接地方式，减小电击和接地故障风险，降低故障危害，提高用电安全性。

摘要： 本发明公开了一种考虑配电网经济性最优的低压交直流配电网关键设备容量配置方法，该方法包括考虑在满足配电网的安全约束下，以经济性最优为目标，提出柔性互联装置和储能设备的容量配置的双层优化配置模型；考虑储能运行对寿命的影响，基于雨流计数法建立储能设备的寿命损耗模型；采用遗传算法对双层优化配置模型进行优化求解，从而得到柔性互联装置和储能设备的容量配置方案。

摘要： 本发明涉及一种多端口直流配电网系统直流母线电压控制方法,多端口直流配电网系统包括多个DC/DC变换器和/或多个DC/AC变换器，至少包括一个DC/DC变换器，且与直流系统连接；至少包括两个DC/AC变换器，且与交流系统连接；控制方法包括定直流电压控制、自适应下垂系数控制和零差电压控制，实现多个变换器以电压源模式并联运行。本发明无需通讯装置，增加了系统的可靠性，换流器根据自适应下垂系数决定的下垂控制策略调整其工作状态，确保各个换流器出力由其功率裕度决定。

摘要： 一种直流配电网接地旁路功能的耦合电感式双向直流限流器，属于直流输电保护设备领域。本发明的目的是设计一个旨在实现直流故障电流高效抑制直流配电网接地旁路功能的耦合电感式双向直流限流器。本发明步骤是：设计GBCIB‑FCL的拓扑，设计GBCIB‑FCL拓扑的四个工作状态，建立GBCIB‑FCL拓扑限流过程的模型，给出GBCIB‑FCL的主要参数选择方法。本发明科学合理，适用性强，可靠性高，效果佳的具有接地旁路功能的耦合电感式双向直流限流器。

摘要： 本申请涉及一种直流配电网直流母线电压抑制方法、装置及系统，获取变换器运行参数，之后对变换器进行角速度功率下垂的虚拟直流电机调控，得到变换器的电流期望值。然后结合变换器运行参数和电流期望值进行阻尼注入分析，得到直流配电网中变换器的控制器模型；最终根据控制器模型和所述电流期望值，得到直流配电网中变换器的动态误差能量存储函数始终趋于零时变换器的占空比，并控制变换器以对应的所述占空比运行。通过上述方案，即可为直流配电网提供额外的惯性和阻尼，抑制直流配电网中直流母线电压的振荡，又可在大扰动下，使直流配电网中变换器的动态误差变化始终趋于零，进一步保证了直流配电网中直流母线电压的稳定。

摘要： 本发明涉及一种基于直流断路器动作响应的环状柔性直流配电网后备保护方法，包括：根据采集的电流数据及故障阈值判断故障是否发生；当故障发生时，根据采集的电流数据和预设的后备保护判据整定值，确定后备保护是否发生动作，闭锁不动作的后备保护；当故障清除后，解锁所有闭锁的保护。本发明根据采集的电流数据判断故障是否发生，当故障发生时，根据所述电流数据和预设的后备保护主判据、辅助判据及闭锁判据整定值确定后备保护是否发生动作，闭锁不动作的保护；当故障清除后，解锁所有闭锁的保护；本发明耐受过渡电阻能力强，且不受交流侧故障的影响，能够为多端环状柔性直流配电网提供有效的后备保护。

摘要： 本申请公开了一种直流配电网单端闭锁后直流涌流分析方法及相关装置，方法包括：S1、将单端闭锁后的直流配电网中的避雷器支路当做电阻，构建含RLC回路的等效电路；S2、根据各RLC回路的初始电流以及各初始电流之和计算得到等效的初始电阻，根据初始电阻并基于微分方程组计算得到各RLC回路的电流以及各电流之和的时域表达式；S3、设定时间间隔，并通过时域表达式计算下一时刻各RLC回路的电流以及各电流之和，并生成时间间隔内的电流曲线；S4、将电流作为初始电流、电流之和作为初始电流之和后重复步骤S2‑S4，直至电流之和等于0，得到各时间间隔内的电流曲线。解决了现有技术涌流计算准确性较差的技术问题。