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1、第42卷第4期2018年2月25日Vol.42No.4Feb.25,2018DOI:10.7500/AEPS20170713008电力电子变压器自治运行控制策略张怀天1,荆龙1,吴学智2,王帅1(1.北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心,北京市100044;2.北京电动车辆协同创新中心,北京市100044)摘要:针对应用于交直流配电网的电力电子变压器,根据孤岛模式下配电网的运行特性,提出了一种应用于孤岛模式的自治运行控制策略,通过建立全局化的多端口传输模型,统一各端口的运行状态,协调各端口的能量交换,充分发挥电力电子变压器各个端口能量互通、相互支撑的优势,实
2、现配电网的自治运行.搭建了含电力电子变压器的交直流配电网仿真系统,验证了控制策略的有效性.关键词:交直流配电网;电力电子变压器;自治运行;多端口传输模型0引言通信网络,无法完全发挥PET各个端口能量互通、相互支撑的优势.文献[11]针对交直流配电网的能伴随着分布式发电、储能、电力电子等技术的不量传输提出了一种混合功率下垂控制策略,根据端断发展,配电网中用户侧分布式可再生发电容量占口特征信号计算不同端口间需传输的功率,但该控比不断提高,分布式储能、直流负荷等供电需求日益制器设计复杂,计算量大,且无法实现端口间能量的显现,配电网中潮流在电网与用户、高压配电网与中任意分
3、配.文献[12G13]提出了两种近似的电力电压配电网、中压配电网与低压配电网之间双向互动子变换器的双向下垂控制方法,但均只考虑单一电的需求日益增多.与交流配电相比,直流配电因具压等级,且各端口必须按照统一的负荷率输出功率.有无稳定性问题、输电效率高、调节快速可靠、节省本文采用基于模块化多电平换流器(MMC)结[1G2]输电走廊等优势,成为未来配电网的发展趋势.构的PET拓扑,根据孤岛模式下配电网的运行特电力电子变压器(PET)是一种将电力电子器件性,提出了一种应用于孤岛模式的自治运行控制策和高频变压器相结合的装置,相对传统变压器,PET略,通过建立全局化的多端口传
4、输模型,根据端口特[3]具有体积和重量小、无需变压器油等优点.由于征信号,实现多端口的标幺化,统一各端口的运行状具有高低压交流端口和直流端口,工作过程中同时态,协调各端口的能量交换.通过平移端口特征曲兼有直流与交流环节,各种小容量分布式电源(DG)线,改变各端口的负荷率,不依靠上层控制,充分发可经PET接入电网.PET在完成常规变压器对电挥PET各个端口能量互通、相互支撑的优势,实现压等级变换、电气隔离和能量传递等功能的同时,还配电网的自治运行.最后,通过含PET的交直流配能实现潮流控制和电能质量调节等功能,有效隔离电网仿真系统,验证了控制策略的有效性.电压波动以
5、及谐波传递,实现电网侧和负载侧的解[4]耦.通过PET控制策略的合理设计,可实现不同1PET结构电力特征电能之间的相互转换,实现高低压、中低压本文采用基于MMC的PET拓扑,如图1所配电网能量的协调管理.示.高压输入级采用MMC结构,每个桥臂由n个目前,针对PET的控制策略研究只是把PET子模块(SM)和一个串联电抗器Lα组成,子模块采当做被动执行元件,无法发挥PET智能、支持DG用级联方式.高压输入级可以参考MMC的基本控[5G7]和负荷更灵活接入的特点.文献[8G10]仅分析制方式.文献[14]根据MMC子模块能量均分和电了PET的基本控制策略和调制方式,未涉
6、及与配电压均衡原则,提出了一种子模块电容电压平衡控制网的协调运行.而PET在实际交直流配电网中,需策略,能有效平衡各子模块电容电压,保证直流电压要复杂的调度控制算法,过分依赖于上层控制器和的稳定.文献[15]提出了一种基于MMC环流模型的通用环流抑制策略,无需负序坐标变换和相间解收稿日期:2017G07G13;修回日期:2017G09G20.耦,可对任意相数的MMC实现环流抑制.上网日期:2017G11G21.国家重点研发计划资助项目(2016YFB0900505).http://www.aepsGinfo.com892018,42(4)?多能互补、集成优化能源系
7、统关键技术?+T1SM1SM1SM1LHCLUcCSMua1…SM2ub1…SM2uc1…SM2CHHHT2SMnSMnSMn/1Lp380Va10kVbUdccC0ZSM1SM1SM1LHCLNua2…SM2ub2…SM2uc2…SM2CHHHSMnSMnSMn/m图1基于MMC的PET拓扑Fig.1PETtopologybasedonMMC中间隔离级将输入较高的直流电压转变为高频如附录A图A2所示.由于fGP,VGQ下垂特性基交流电压,经过高频变压器降压
8、,在副边再