【摘要】：隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,電網(wǎng)消納各種逆變型分布式能源、接入新型直流負(fù)荷和電力電子化的需求不斷增長。直流配電網(wǎng)具有可控性高、消納能力強(qiáng)、供電質(zhì)量好以及不存在頻率穩(wěn)定和無功補(bǔ)償問題等優(yōu)點,已成為新的發(fā)展趨勢。然而,由于大量電力電子裝置的接入,導(dǎo)致諧波成分多樣和系統(tǒng)頻率特性復(fù)雜,使得直流配電網(wǎng)的諧振風(fēng)險大大增大,嚴(yán)重影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。因此,本文圍繞直流配電網(wǎng)的諧振特性開展研究工作,主要內(nèi)容包括:(1)基于動態(tài)相量研究建立了直流配電網(wǎng)關(guān)鍵元件及網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型,包括三相并網(wǎng)換流器(G-VSC)、三相交流負(fù)載接口換流器(L-VSC)、雙向隔離型DC/DC換流器的序分量動態(tài)相量模型和單相電壓源型換流器(SPVSC)、直流線路、直流負(fù)荷的動態(tài)相量模型,通過方程聯(lián)立,得到了狀態(tài)空間方程描述的直流配電網(wǎng)數(shù)學(xué)模型。(2)提出了基于節(jié)點阻抗矩陣的直流配電網(wǎng)諧振特性分析方法。在各元件的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上,通過方程簡化,建立了直流配電網(wǎng)中各關(guān)鍵元件的穩(wěn)態(tài)等值電路模型,進(jìn)而構(gòu)成直流配電網(wǎng)的等值電路模型,并用節(jié)點阻抗矩陣描述各節(jié)點間電流電壓關(guān)系。通過分析節(jié)點阻抗矩陣的自阻抗和互阻抗頻率特性,獲得系統(tǒng)的諧振特性以及直流線路參數(shù)、換流器支撐電容等對諧振特性的影響。(3)提出了基于小干擾模型的直流配電網(wǎng)諧振特性分析方法。基于直流配電網(wǎng)的動態(tài)相量狀態(tài)空間方程,建立了直流配電網(wǎng)小干擾模型。通過求取特征值對系統(tǒng)進(jìn)行了模態(tài)分析,獲得了直流配電網(wǎng)的諧振模式。通過靈敏度分析,以及研究系統(tǒng)主導(dǎo)特征根隨控制參數(shù)、功率以及直流側(cè)支撐電容等的變化情況,識別了引起直流配電網(wǎng)諧振問題的主要成因。(4)利用小干擾模型分析了單相并網(wǎng)換流器作為主控單元的直流配電網(wǎng)諧振特性,獲得了單相并網(wǎng)和三相并網(wǎng)兩種并網(wǎng)方式下直流配電網(wǎng)諧振特性異同及其影響因素,重點分析了加裝直流側(cè)二次紋波濾波器對單相換流器并網(wǎng)的直流配電網(wǎng)諧振特性的影響。本文通過對直流配電網(wǎng)諧振特性的相關(guān)研究,可為不同拓?fù)湎轮绷髋潆娋W(wǎng)諧振特性的分析提供理論基礎(chǔ)和研究方法,為諧振抑制策略的提出提供理論支撐。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM721.1
【圖文】：

本文圍繞直流配電網(wǎng)潛在的諧振問題開展研究，基于動態(tài)相量建立了直流配電網(wǎng)的數(shù)學(xué)模型，通過系統(tǒng)節(jié)點阻抗矩陣和小干擾模型研究了直流配電網(wǎng)的諧振特性及影響因素，為直流配電網(wǎng)諧振問題的分析提供了理論基礎(chǔ)和研究工具，對降低系統(tǒng)諧振風(fēng)險具有重要意義。1.2 研究現(xiàn)狀1.2.1 直流配電網(wǎng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀近年來，國內(nèi)外學(xué)者對不同電壓等級的直流配電網(wǎng)開展了理論研究和示范工程應(yīng)用取得了一定的研究成果。1. 國外研究現(xiàn)狀2006 年日本大阪大學(xué)提出了直流電壓等級為±170V 的雙極直流配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[13]如圖 1-1 所示，該系統(tǒng)通過變壓器從 6.6kV 配電網(wǎng)獲取 230V 三相交流電，經(jīng)過雙向

第一章 緒論±170V 低壓直流配電網(wǎng)的互聯(lián)，接入了光伏電置，并且通過電力電子變換器獲得單相 100V 交種電力的供應(yīng)。尼亞理工大學(xué) CPES 中心針對未來住宅和樓宇供nableBuildingandNanogrids(SBN)”直流配電系V 兩個電壓等級，分別為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和通信標(biāo)準(zhǔn)設(shè)

圖 1-2 CPES 中心 SBN 直流配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)卡羅來納州立大學(xué)提出了“ The Future Renewabment （FREEDM）”系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[15]，如圖 1-3 所示，線，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的即插即用。其中，交直流母線t energy managment, IEM）實現(xiàn)與上一級 12kV 交流

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2758396