配電網(wǎng)柔性互聯(lián)系統(tǒng)多模式運(yùn)行及調(diào)控

配電網(wǎng)柔性互聯(lián)系統(tǒng)多模式運(yùn)行及調(diào)控摘要：本文以配電網(wǎng)柔性互聯(lián)系統(tǒng)為對(duì)象，探討了保障配電網(wǎng)柔性互聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的多模式運(yùn)行方式，并針對(duì)其運(yùn)行需要實(shí)現(xiàn)了對(duì)交流端口和直流端口的調(diào)控。同時(shí)應(yīng)用實(shí)例的方式證明，其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)柔性互聯(lián)系統(tǒng)更穩(wěn)定的控制，確保配電網(wǎng)整體運(yùn)行安全。關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)柔性互聯(lián)系統(tǒng)；多模式；運(yùn)行；調(diào)控1配電網(wǎng)柔性互聯(lián)系統(tǒng)配電網(wǎng)柔性互聯(lián)系統(tǒng)由多組變流器通過(guò)直流母線背靠背并聯(lián)組成。以2條饋線互聯(lián)為例，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)中SNOP替代機(jī)械聯(lián)絡(luò)開關(guān)安裝在饋線1、2的末端進(jìn)行饋線互聯(lián)，SNOP包含交流端口1、2和直流端口1、2共4個(gè)端口，4個(gè)端口變換器通過(guò)750V直流母線并聯(lián)。在不考慮SNOP內(nèi)部故障的條件下，交流端口1、2變換器均用三相三線制橋式拓?fù)?，直流端?變換器采用Boost拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)光伏等分布式電源靈活接入，直流端口2變換器采用雙有源橋式(DAB)拓?fù)溥B接儲(chǔ)能蓄電池，為能量交互提供支撐，以實(shí)現(xiàn)直流母線電壓穩(wěn)定和SNOP的靈活調(diào)控。圖1配電網(wǎng)柔性互聯(lián)系統(tǒng)2配電網(wǎng)柔性互聯(lián)系統(tǒng)多模式運(yùn)行與調(diào)控設(shè)計(jì)配電網(wǎng)柔性互聯(lián)系統(tǒng)三類運(yùn)行模式設(shè)計(jì)柔性互聯(lián)運(yùn)行模式這種模式下，與系統(tǒng)相連接的兩個(gè)變壓器均是以并網(wǎng)的形式運(yùn)行，并通過(guò)兩個(gè)變壓器才能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的柔性互聯(lián)。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，其端口位置上的功率大小與方向均可通過(guò)虛擬同步機(jī)對(duì)其進(jìn)行控制，并通過(guò)變壓器連接實(shí)現(xiàn)雙向流動(dòng)負(fù)荷轉(zhuǎn)換供應(yīng)運(yùn)行模式在這種模式下，與柔性互聯(lián)系統(tǒng)相連接的變換器此時(shí)處于離線狀態(tài)。當(dāng)配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常時(shí)，饋線兩側(cè)產(chǎn)生的負(fù)荷將會(huì)通過(guò)另一組配電網(wǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換供應(yīng)，并且在另一組配電網(wǎng)中對(duì)應(yīng)的饋線功率能夠通過(guò)變壓器實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，從而不需要轉(zhuǎn)換控制策略。孤島運(yùn)行模式在這種模式下，柔性互聯(lián)系統(tǒng)連接的兩個(gè)變壓器均處于離線的狀態(tài)。當(dāng)配電網(wǎng)1和配電網(wǎng)2均發(fā)生故障問題時(shí)，此時(shí)由于兩個(gè)變壓器均離線，需要通過(guò)分布式電源為系統(tǒng)提供短暫的電力供應(yīng)，待配電網(wǎng)恢復(fù)正常供電后，系統(tǒng)可重新根據(jù)需要轉(zhuǎn)變?yōu)樯鲜鰞煞N運(yùn)行模式。2.2系統(tǒng)交流端口VSG調(diào)控引入VSG調(diào)控策略，通過(guò)虛擬同步電機(jī)實(shí)現(xiàn)控制。這種調(diào)控方式的主要目的是在交流端口位置上輸出功率能夠表現(xiàn)為同步發(fā)電機(jī)，并利用吸收功率的外特性實(shí)現(xiàn)對(duì)同步電動(dòng)機(jī)的表示，從而提升系統(tǒng)連接柔性。在調(diào)控過(guò)程中，系統(tǒng)連接的同步電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)過(guò)程可用公式（1）表示：嘆-昭-氏昭-外戶域眾A! [|）式中，T為系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中同步電機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩；T為系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中同步me電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩；D為阻尼系數(shù)；3為運(yùn)行過(guò)程中的角速度；3為額定角速度；0J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量參數(shù)。在公式（1）的基礎(chǔ)上，引進(jìn)等比例諧波振動(dòng)控制技術(shù)，將其與上端交流端口對(duì)接，通過(guò)此種方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)電流信號(hào)與前端傳輸指令的有效追溯與跟蹤，從而實(shí)現(xiàn)在信息交互端，對(duì)電流的高精度宏觀調(diào)控。在進(jìn)行調(diào)控操作處理時(shí)，可采用調(diào)整機(jī)械功率的方式，進(jìn)行多個(gè)交互端口的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)對(duì)交互端的同步調(diào)整。系統(tǒng)直流端口虛擬直流電機(jī)調(diào)控引入虛擬直流電機(jī)調(diào)控策略，通過(guò)調(diào)節(jié)虛擬直流電機(jī)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與直流配電網(wǎng)之間的柔性互聯(lián)。虛擬直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過(guò)程中可用公式（2）表示：式中，T、T、D、3均與上述公式（1）所示參數(shù)對(duì)應(yīng)，分別為直流電機(jī)dmdedd的機(jī)械轉(zhuǎn)矩、電磁轉(zhuǎn)矩、阻尼系數(shù)、角速度。在公式（2）的基礎(chǔ)上，將直流電機(jī)電樞回路的電動(dòng)勢(shì)平衡作為條件，對(duì)系統(tǒng)直流端口進(jìn)行調(diào)控。同時(shí)，在調(diào)控的過(guò)程中，根據(jù)系統(tǒng)直流電機(jī)控制功率指令可將獲取到的控制指令采用電流閉環(huán)比例實(shí)現(xiàn)對(duì)電流參數(shù)變化的跟蹤。通過(guò)此種處理方式，實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)傳輸電流的高精度有效控制。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)上文所述的電機(jī)調(diào)節(jié)方式調(diào)整系統(tǒng)聯(lián)機(jī)，這樣能夠在系統(tǒng)連接的過(guò)程中避免母線沖壓，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成抑制與干擾，從而提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。3配電網(wǎng)柔性互聯(lián)系統(tǒng)多模式運(yùn)行及調(diào)控的應(yīng)用效果分析本文將上述提出的方法應(yīng)用到該電力企業(yè)的配電網(wǎng)柔性互聯(lián)系統(tǒng)中，并對(duì)該電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行記錄，從而反映本文上述方法的應(yīng)用效果。已知在該系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)境中共包含兩個(gè)電壓均為10kV的配電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境，其直流母線電壓為750kV。在配電網(wǎng)中，連接的5個(gè)變壓器額定容量為150kVA，變壓器的額定功率為45kW，直流負(fù)荷為5kW，光伏出力為15kW。按照上述提出的多模式運(yùn)行方式完成運(yùn)行，并在系統(tǒng)的交流端口采用VSG調(diào)控，在系統(tǒng)直流端口采用虛擬直流電機(jī)調(diào)控。完成上述內(nèi)容后，分別記錄5個(gè)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，并將在0.1?0.5s、0.5?1.0s和1.0?1.5s范圍內(nèi)變壓器的運(yùn)行功率進(jìn)行記錄。研究發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)中所有與柔性互聯(lián)系統(tǒng)相連接的變壓器均能夠保持正常的運(yùn)行狀態(tài)。隨機(jī)選擇5個(gè)變壓器中，兩個(gè)相對(duì)應(yīng)位置上的變壓器，對(duì)其在運(yùn)行的0.2?1.8s內(nèi)系統(tǒng)端口上的功率進(jìn)行記錄，并繪制成圖。從圖2可以看出，兩個(gè)變壓器在0.2?1.8s運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，其功率變化曲線呈現(xiàn)出以功率為10kW為軸線的軸對(duì)稱圖形，實(shí)現(xiàn)了對(duì)負(fù)載的均衡調(diào)控。血札X?.2Bit qELQLZ1.1 I.-6 LB圖2系統(tǒng)端口功率變化圖4結(jié)束語(yǔ)全球新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不斷壯大，以太陽(yáng)能、風(fēng)能等為代表的分布式電源逐漸受到人們的關(guān)注，并且在各個(gè)領(lǐng)域中均有著十分廣泛的應(yīng)用。在這樣的大環(huán)境背景下，配電網(wǎng)的整體結(jié)構(gòu)發(fā)生了極大的改變，其負(fù)荷特性也呈現(xiàn)多樣化發(fā)展，有源配電網(wǎng)逐步形成，對(duì)配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成了不可忽視的影響。在具體應(yīng)用中，配電網(wǎng)的運(yùn)行呈現(xiàn)出負(fù)荷波動(dòng)頻率加劇、有功功率與無(wú)功功率流向日趨復(fù)雜等趨向。在這樣的發(fā)展下，為實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，面向配電網(wǎng)的柔性互聯(lián)成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究人員重點(diǎn)關(guān)注的話題之一，而柔性互聯(lián)系統(tǒng)的創(chuàng)新也逐漸成為配電網(wǎng)未來(lái)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的重要突破點(diǎn)?；诖?，文章針對(duì)配電網(wǎng)柔性互聯(lián)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的模式進(jìn)行探究，并以配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中配電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)控分析。參考文獻(xiàn)[1]余云雯，袁旭峰，熊煒，禹洪波，班國(guó)邦.含多端SOP柔性互聯(lián)配電網(wǎng)供電恢復(fù)方法[J].電網(wǎng)與清潔能源，2021,37(10):75-82.[2]竇飛，蔡暉，郭朝輝，葛樂，汪惟源