柔性直流配电网分层控制策略研究

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1、工程硕士学位论文柔性直流配电网分层控制策略研究作者姓名黄健昂工程领域电气工程校内指导教师张勇军教授校外指导教师魏承志高级工程师所在学院电力学院论文提交日期2018年3月ResearchonHierarchicalControlStrategyofFlexibleDCDistributionNetworkADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HuangJianangSupervisor：Prof.ZhangYongjunSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou

2、,China分类号：TM732学校代号：10561学号：201521012262华南理工大学硕士学位论文柔性直流配电网分层控制策略研究作者姓名：黄健昂指导教师姓名、职称：张勇军教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：电气工程论文形式：□产品研发□工程设计□√应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：电力系统运行分析与控制论文提交日期：2018年3月4日论文答辩日期：2018年3月10日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：蔡泽祥委员：杨苹欧阳森刘强刘文泽摘要光伏、风电等可再生能源在配电网侧的渗透率不断升高，储能、电动汽车等直流负荷或

3、含直流环节的负荷日益增多，这使得传统交流配电网逐渐难以适应源荷发展需求。柔性直流配电网可实现有功无功解耦控制，起到静止无功补偿器的作用，稳定交流电压。柔性直流配电网不存在电磁环网、功角稳定等问题，是适应分布式电源接入、提供多元可靠电力的有效途径。本文分析总结了柔性直流配电网建模仿真和运行控制方面的研究现状，然后从电压源型换流器、直流变压器、主网三个方面详细介绍了柔性直流配电网的结构和控制策略，并对不同拓扑结构及控制策略之间的差异、优缺点进行比较分析。在RSCAD仿真软件上搭建四端“手拉手”柔性直流配电网仿真模型，包括一次拓扑和控制模块，并在双电源运行、单电源运行两

4、种工况下进行仿真，验证所搭建的仿真模型和控制策略的有效性。计及柔性直流配电网源荷出力的不确定性，本文提出一种改进分层协调控制策略。系统级控制采用随机潮流嵌入的带精英策略非支配排序遗传算法，变流器级控制采用多级直流电压裕度控制，源荷设备级控制采用“拟鸡尾酒”源荷功率响应策略以减少端口功率控制误差。最后，在RTDS&dSPACE互联仿真平台上搭建柔性直流配电网仿真模型，通过仿真验证了所提分层协调控制策略的有效性。关键词：柔性直流配电网；建模仿真；控制策略；随机潮流；多目标优化IAbstractThepenetrationrateofrenewableenergyres

5、ources,suchasphotovoltaicandwindpower,isgrowingcontinuallyindistributionnetwork.Moreover,theDCloadsorloadsincludingDCcomponents,likeenergystoragesystemsorelectricvehicles,areincreasingcontinuously.Asaresult,traditionalalternatingcurrentdistributionnetworkscannotsatisfythedevelopmentne

6、edofpowerandload.Flexibledirectcurrentdistributionnetwork(FDCDN)candecouplethecontrolofactiveandreactivepower,whichcanplayarolefstaticvarcompensator(SVC)andthusstabilizesthealternatingvoltage.Avoidingproblemsofelectromagneticringandpowerangleinstability,FDCDNisaneffectivewaytoadaptfor

7、inter-connectionofdistributiongeneratorsandprovidesmultiplexandreliableelectricpower.Inthispaper,theresearchstatusofsimulationmodelingandoperationalcontrolstrategiesofFDCDNareanalyzedfirstly.ThestructuresandcontrolstrategiesofFDCDNareintroducedindetailintermsofvoltagesourceconverter,d

8、irect