深度！直流配电网功率控制策略与电压波动特性-第5页-北极星输配电网

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图13和14分别是主从控制和下垂控制下,风机投入前后全网节点电压波动曲线。主从控制下,

尽管风机接入后,全网节点电压略微上升,但在风机退出运行后,全网电压又恢复到初始状态。与之相反,下垂控制下风机接入后,全网节点电压明显增大,且在风机退出运行后并未恢复到原来状态。比较结果反映出电压下垂控制的有差调节与主从控制的无差调节特性,表明主从控制方式能够更好的维持系统电压稳定及保证电压质量。

3.2.2 不同控制下电网损耗与电压分布不均衡度

图15为两种控制方式下全网电压分布不均衡度的比较。风机接入前,电压不均衡度曲线接近一致,风机接入后,下垂控制电压不均衡度曲线下降,而主从控制曲线略微上升,直至风机退出运行,两条曲线又恢复一致。按电压分布不均衡度定义,图15表明系统出现功率波动时,下垂控制方式下的网络各节点电压波动的均衡性更好。

图16为电网损耗曲线。风机接入前,两条网损曲线接近一致,但风机接入后,下垂控制的网损曲线明显下降,而主从控制方式的曲线基本维持不变。这表明下垂控制方式较主从控制方式更能有效地降低系统功率波动后的网络损耗。

比较图15和16,可发现下垂控制方式图15网损曲线与图16电压不均衡度曲线的变动趋势吻合,这是因为电压分布不均衡度与网络损耗都和节点电压差值的平方项相关,表明电压分布不均衡度和网络损耗具有较高的相关性。主从控制方式下,两条曲线的变动趋势略有差异的原因是损耗还受系统电阻分布因素的影。因此,电压分布不均衡度指标在一定程度上可用来评估网络损耗的大小。

4、结论

本文构建了直流配电网动态模型,设计了变流器控制系统,通过仿真计算比较分析了不同控制方式下直流配电网电压波动,结论如下：

1）主从控制与下垂控制是直流配网最基本的两种控制方式。主从控制方式下系统在出现功率波动条件下各节点电压波动幅度较小,故主从控制具有更好的电压调节能力,有利于改善系统各种工况下的电压质量,但由于各节点电压波动的均衡性较差,网络损耗较大;下垂控制方式下全网节点电压波动的均衡性更好,损耗较低,但各节点电压波动幅度较大。因此直流配电网控制方式的选择应根据实际的供用电需求做出权衡,或对系统控制策略做出进一步优化。

2）提出的电压分布不均衡度指标可用来评估系统功率波动引起的全网各节点电压不均衡波动的程度。由于直流网络的纯阻性特点,直流网络功率分布与节点电压之间具有直接的函数关系,而电压分布不均衡度和网络损耗均与节点电压的平方项有关,故网络损耗与电压分布不均衡度之间具有较高的相关性,仿真结果验证了这一结论。

3）下垂控制的有差调节特性是下垂控制电压调节能力较差的原因,因此改变电源接口变流器的下垂控制系数将影响到系统电压波动特性。另外本文未考虑网络参数改变、分布式电源接入位置等因素对直流配电网电压波动特性的影响,这些问题是需在后续的工作中继续研究的工作。

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