分布式潮流控制器多目标协调控制策略研究开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

现如今,电网在人民的生活中起着非常关键的作用,是经济社会发展的重要基础设施。随着科学技术的不断发展,电网逐渐向智能化转变。从我国未来的用电情况和电力发展的趋势来看,智能电网将成为我国电网建设的重要目标,也是未来电网的基础架构。近些年来,电网安全稳定运行的客观环境正在发生着巨大的变化。电网负荷快速增长,电力资源配置逐渐由本地向跨省、跨区方向发展,传输距离长、输送容量大,电网结构日趋复杂,电力市场运行因素对电网运行的影响日益显现,加之受全球气候变化的影响,极端气候环境对电网安全稳定工作提出了很多的新挑战,给电网带来安全稳定风险。此外,潮流自然分布往往离最优潮流分布相距甚远,不仅难以有效发挥电网输电能力,同时电网有功潮流、无功潮流分布及流向也不能得到灵活高效的调控,导致电网运行经济性较差。在智能电网已经成为世界电力发展的新趋势的形势下,灵活交流输电系统(flexible ac transmission system,facts)作为智能电网的重要组成之一,能够有效提高现有线路的输送能力,并改善输电网架的可靠性和稳定性。

统一潮流控制器(unified power flow controller,upfc)是当前已投入实际工程中功能最为全面、控制灵活的facts装置,但是由于其成本太高,可靠性不好而没有在电力系统中推广应用。因此,研究一种既具有upfc的强大功能,其可靠性和成本又能被电力系统广泛接受的潮流控制方法对我国电力经济持续发展有着极为重要的意义。在此形势下,分布式潮流控制器(distributed power flow controller,dpfc)应运而生。相较于upfc,dpfc的拓扑结构更为简单,其串联侧具备分布式特征,因而造价大幅降低,且运行维护更为便捷。研究报道,该装置具有强大的线路潮流调控能力,并能够很大程度地改善电网运行的电能质量。自从分布式潮流控制器(dpfc)被首次提出,dpfc 就被认为是潮流控制的一项最有希望、有前途的设备,受到了广泛关注。

分布式潮流控制器(dpfc)作为一种布点灵活、易扩展的分布式柔性交流输电系统 (facts)设备,可有效改善潮流分布、提升系统承载能力。然而想要实现dpfc更好的的潮流控制效果,就要设计出合理有效的配置方案。分布式潮流控制器(upfc)应用到电力系统中,具有调节线路潮流、维持母线电压、提高暂态稳定性等多种控制目标,然而这些控制目标的实现并不完全统一,若 dpfc 采用单一目标的控制策略,则不能满足电力系统多种运行工况的要求。因此,分布式潮流控制器的控制问题实质上是一个多目标的优化问题。为此,分析了dpfc各控制目标的实现原理和控制方法,阐述了它们之间的关系及存在矛盾的原因,在此基础上提出了dpfc 多目标协调控制策略。

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2. 研究的基本内容与方案

(一)研究(设计)的基本内容:

灵活交流输电技术(flexible alternating current transmission systems,facts)具有快速综合调节控制功能,能够促进我国智能电网的建设和发展。分布式潮流控制器(distributed power flow controller, dpfc)是能够对线路乃至整个电网有功和无功功率及节点电压实时调节的facts装置,并且能达到提高电网输送功率能力、优化系统潮流控制方式、增强系统阻尼和稳定性、改善电网供电质量的目的。应用于工程实际的分布式潮流控制器,其串联侧变流器组数将多达上百或几百,多变流器间及其与被控电力系统之间的交互耦合将极其复杂。因此,寻求分布式潮流控制器多目标之间的协调控制及其重要。

在此背景下,本课题拟研究分布式潮流控制器多目标协调控制策略。具体研究内容包括:

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3. 研究计划与安排

1-2周:完成开题报告和文献翻译,完成开题答辩;

3-4周:熟悉dpfc的构成结构以及工作原理;

5-8周:熟悉pscad软件使用方法,构建dpfc模型;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]

[1 [1] 唐爱红,高梦露,黄涌,赵红生,徐秋实,郑旭.协调分布式潮流控制器串并联变流器能量交换的等效模型[j].电 力系统自动化,2018,42(07):30-36.

[2] [2] 唐爱红, 闫召进, 袁玮, 卢俊, 王少荣. 一种分布式潮流控制方法的研究[j].电力系统保护与控制.2011,39 (16): 89-94.

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