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1. 研究目的与意义(文献综述)
随着国民经济的发展,我国配电网正在发生深刻的变化。现代配电正呈现出如下特点:消费者正变成发供者、集中式发电和分布式发电并行、电网环网运行、电动汽车快速出现、高峰时峰谷差别大、储能装置发生变化,这给配电网的供电能力、供电质量和供电可靠性提出了更高要求。例如,分布式电源的大量接入,会影响配电网的潮流、继电保护及其供电可靠性[1]。“互联网”的普及、电子信息技术及计算机软件技术的飞速发展,促进了电网设备的智能化、数字化与网络化,从而为电网的信息化、互动化、与自动化创造了条件,传统配电网向高效智能现代配电网转型已成为必然趋势。
在此背景下,柔性交流输电系统facts(flexible ac transmission systems)和柔性配电装置fpdu(flexible power distribution unit)应运而生。文献[2]中介绍柔性交流输电系统facts及其控制器,facts代表一种灵活性更好的交流输电系统,其结构基础是电力电子器件与其他无源元件(如电容器、电抗器)的组合,拥有多种控制器如统一潮流控制器upfc(unified power flow controller)、静止同步补偿器statcom(static synchronous compensator)等。文献[3]以upfc为例,说明了facts技术对含以风电为代表的可再生能源发电的现代配电网供电质量的改善作用。其中,传统upfc的主体是由两个背靠背的变流器vsc(voltage source converter)组成,文献[4]中建立了相关直流配电网的仿真模型并提出了一种新型电压调整控制策略,实现了系统内功率的精确控制,提高了系统电压质量。而文献[5]中介绍了静止同步补偿器statcom,并研究了移动式statcom控制技术,验证了其对配电网供电质量的积极作用。文献[6]则在upfc的基础上做了改进,提出了分布式潮流控制器dpfc(distributed power flow controller)。dpfc不仅拥有upfc的功能,并且还具有装置容量小、便于批量生产、工作可靠性高等优点,其具有广泛的应用前景。文献[7]和文献[8]分别对柔性配电网总体设计方案和facts各元件进行了分析研究,证明facts的相关性能均已达到要求,为未来更好地应用打下了基础。
fpdu是一种集电网信息物理系统技术,以即插即用访问的智能性和通用性为特征的电气设备。文献[9]和文献[10]研究了fpdu的概念、功能、具体分类和应用实例,提出了基于网络物理系统的柔性配电装置的互连参考模型,还研究了fpdu的四项关键技术,包括端口即插即用访问、多端口能源路由、分级信息通信和分层能量管理。得出结论:fpdu的应用前景非常广阔,将成为能源互联网的关键设备。在fpdu的基础上,柔性配电系统fpds(flexible power distribution system)的概念被提出,文献[11]中提出了fpds的架构,并研究了其中的核心模块,为未来下一代智能配电网的建设起了重要的引导作用。
2. 研究的基本内容与方案
研究内容:
1)调研现代配电网面临的主要问题及传统解决办法。
2)研究分布式潮流控制器dpfc的原理、数学模型以及控制策略。
3. 研究计划与安排
第一、二周,完成开题报告和文献翻译,完成开题答辩;第三、四周,熟悉配电网潮流控制的基本原理;第五、六周,研究DPFC的数学模型与控制策略;第七、八周,学习并熟悉PSCAD软件的使用方法;第九、十周,应用PSCAD软件构建DPFC的系统模型,并进行仿真验证;第十一周,基于仿真结果进行分析,进一步优化仿真结果;第十二、十三周,撰写毕业论文初稿;第十四、十五周,修改、完善论文,完成论文答辩。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]谢笑寒,董新,李雪云,吴昊.分布式电源对配电网影响与协调控制策略研究[j].山东工业技术,2018(21):174.
[2]唐爱红.柔性交流输电系统技术在现代配电网的应用展望[j].变频器世界,2011(01):50-52.
[3]孙清涛,岳林珊,叶莉来,张威,邵怡,吉宁安.关于柔性交流输电系统与统一潮流控制器的研究[j].企业导报,2013(01):272-273.
