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能量路由器的研究现状与发展趋势

能量路由器的研究现状与发展趋势

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【摘要】:
国内对能量路由器的研讨刚处于起步阶段,其定义尚未清晰,但对其功用的研讨较多。目前国内关于能量路由器的研讨会集在根据高频变压器和功率器材的固态变压器的研讨,使用的领域包含高压直流输电系统、多端直流供电系统及低压系统补偿设备,而在中压等级的配电网络上使用较少。

国内对能量路由器的研讨刚处于起步阶段,其定义尚未清晰,但对其功用的研讨较多。目前国内关于能量路由器的研讨会集在根据高频变压器和功率器材的固态变压器的研讨,使用的领域包含高压直流输电系统、多端直流供电系统及低压系统补偿设备,而在中压等级的配电网络上使用较少。

 

 

 

在柔性及多端直流输电方面国内对柔性直流输电(VSCHVDC)模块化多电平变流器MMC的研讨已比较深人和成熟,并有多项演示性工程在建或已投人运转,包含上海南汇风电场柔性直流输电工程、广东南澳柔性直流输电项目、浙江舟山多端柔性直流演示工程等。国内的研讨工作会集在变流器的建模仿真、控制、维护战略等方面。建立了MMC的电磁暂态数学模型以及选用MMC的HVDC直流侧电压的动态数学模型,并给出有功功率控制器和直流电压控制器的规划方法及控制器参数和谐规划准则和算法,有用抑制了功率传输过程中的电压、电流波动;研讨了向无源网络供电的MMC-HVDC系统控制与维护战略,并规划了毛病时系统正负序无源控制器和毛病时的控制维护战略,统正负序无源控制器和毛病时的控制维护战略,有用地控制毛病电流的增幅.保证毛病电流满意系统安全运转的条件,进步了系统在毛病情况下的不间断运转能力;提出一种合适MMC型直流输电系统的电容电压优化平衡控制战略,将平衡控制的要点放在电容电压越限的子模块上,能够在不增加电容电压波动的前提下,明显下降器材的开关频率。

 

在系统补偿设备方面,主要会集在STATCOM等无功补偿设备的研讨,包含其建模、控制战略、无功优化、使用等。在dq坐标系下建立了链式STATCOM的数学模型,并运用线性控制方法对其简化,给出解構控制模型,使得STATCOM三相电流控制具有较好的盯梢功用和控制精度;运用STATCOM进行二级电压控制,一方面使用快速动态无功补偿设备更加快速地对系统电压进行控制,另一方面进行动态无功储备的优化控制,有用地完成了电压稳定的,预防控制和进步电压受扰动后的恢复作用;]提出一.种根据MMC的新式归纳补偿设备M-STATCOM,不只具有传统无功补偿的功用,而且还能对系统的三相不平衡等电能质量问题进行归纳治理。

 

国外对能量路由器的研讨已进人使用阶段,早在2010年曾经,美国就对FREEDM(FutureRenewableElectrieEnerngy DeliveryandManagenent)的项目进行研讨IB,提出动力互联网的概念、结构并搭建了硬件试验渠道。该项目将固态变压器比作未来动力网中的大脑和路由器,是构建未来动力互联网的基本模块";而欧盟的UNIFLEX-PM项目主要研讨经过能量路由器来控制能量的传输和流向,从而完成潮流的优化办理;1998年,日本就有学者提出开放式动力网络的概念,该网络能够完成多种动力的接人,而且能量有如信息在互联网中一样快捷快速地活动,由于其时电力电子技能还未到达构建动力互联网的要求,因此并有没将动力互联网的概念付诸实践。

 

在有源配电网下规划了能量路由器的拓扑结构,制订了能量路由器的能量传输战略,并运用多代理系统Muli-gent System,MAS)技能完成了能量路由器的自主控制和网络的和谐控制;在一个风能浸透率较高的系统中,针对线路过载的问题.经过在线路中安装能量路由器来完成潮流的优化分布.使得潮流调整的费用最小,使用粒子群算法优化能量路由器的规划容量以及在网络中的安装方位;为居家式太阳能的接人规划了一种牢靠的能量路由器拓扑结构.能够完成光伏电池板的即插即用以及电路隔离,并能完成光伏电池板的最大功率点盯梢;提出了用于高压网络的三端口一致潮流办理系统,在规划控制器的基础上进行系统的稳定性剖析,并对电压不平衡、谐波畸变、短路毛病等情形进行仿真.最终在硬件渠道上进行验证,证明其潮流控制的有用性。能量路由器在运转灵活性、牢靠性、经济性等方面占有优势,是配电网开展的要点方向之一。其主要的使用领城包含:

 

1)分布式发电。分布式电源为电力部门、电力用户及第三方共有.涣散运转于配电网中,而且有些电源输出的电力难以直接并人沟通电网,能量路由器供给的直流接人端口为其供给了可行的技能渠道。

 

2)孤岛供电。海岛具有用电量较小、呈区域性分布、风力资源丰富等特点,十分合适选用能量路由器系统。

 

3)城市供电。选用能量路由器向负荷供电,不只能够快速控制有功和无功功率,有用改进电能质量,还能供给系统阻尼,进步系统稳定性。

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