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基于PSCAD的智能配电网源网荷协调优化控制的仿真研究开题报告

 2020-04-22 19:16:04  

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1 研究背景

配电网最大的特点是闭环结构,开环运行。正常情况下,联络开关为开断运行,以保证配电网的辐射状运行结构。随着对供电可靠性和电能质量的要求越来越高,以及城市配电网的供电结构的日益发展,双向供电和多电源供电的供电模式成为提高配网供电可靠性的有效的方式,在故障、计划检修以及其他突发事件的情况下,配电网实行不停电转移负荷成为提高供电可靠性的有力手段。目前,配电网通过不停电的合环操作来转移负荷,已经是“手拉手”配电环网运行操作的必然趋势,许多配电线路安装了互联或分段负荷开关,使得配电线路运行方式分段、转供更趋灵活,大规模地采用不停电合环操作来改变配电线路运行方式大大提高了供电的可靠性。

合环操作虽然有许多优点,但在实际多电压等级配电网的合环操作中可能产生过大的冲击电流,该冲击电流会引起继电保护动作,导致合环点附近的局部配电网停电,甚至造成大范围停电的问题。由此可见,借助仿真等手段来研究系统合环时的状态,有助于运行人员对配电网的合环操作进行恰当的调整,从而保证用户利益,减少停电损失。

近年来,随着我国分布式电源装机容量的不断增长,特别是在2014 年国家能源局公布国能新能[2014]406 号文件之后,分布式电源接入配电网的局面出现重大变化。分布式电源成为了独立电源点,以就地消纳为主的方式将转变为就地消纳与全额上网并存,而不再简单的被认为是扰动性负荷。分布式电源并网接入后,支路潮流将随着电源的波动出现随机双向流动,对配电网的电压稳定带来严峻的挑战,具体表现为:(1)分布式电源的出力存在强随机性和间歇性,并常以高密度分散的形式接入配电网,分布式电源的接入使得其随机特性明显增强,这给配电网的分析与计算带来巨大的挑战;(2)分布式电源在配电网接入呈现点多面广渗透率高,在无分布式电源管控的情况下配电网的安全时刻受到威胁;(3)分布式电源对各接入点电压产生的波动、闪变、暂降等,容易引发电压越限问题。这将对配电网的安全稳定以及经济运行产生重大影响,同时也将影响配电网的合环运行。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 设计的基本内容

智能配电网源网荷协调优化控制的仿真研究旨在立足于配电网的合环运行场景,考虑负荷的动态特性,通过pscad电磁暂态仿真软件建立分布式电源(光伏发电系统)以及动态负荷(感应电机)的源网荷模型,基于仿真研究其动态特性对合环时电压、电流等运行参数的影响,从而探究配电网合环运行的协调优化策略,为实际智能配电网的合环运行提供方案支撑。

为此,具体需进行以下几个方面的研究:①分布式电源光伏发电系统的pscad仿真建模;②感应电机参数选取与pscad仿真建模;③光伏系统以及感应电机的动态特性研究;④配电网合环运行场景的仿真建模,研究光伏系统和感应电机的动态特性对合环时电压、电流等运行参数的影响。

其总体研究框架如图一所示。

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3. 研究计划与安排

第一周 调研课题背景与国内外研究现状,查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需理论基础。

第二周 熟悉掌握基本理论,完成英文资料的翻译。

第三周 提交开题报告初稿,提交外文翻译。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 姚建国, 杨胜春, 王珂,等. 智能电网“源—网—荷”互动运行控制概念及研究框架[j]. 电力系统自动化, 2012, 36(21):1-6.

[2] 姚致清, 张茜, 刘喜梅. 基于pscad/emtdc的三相光伏并网发电系统仿真研究[j]. 电力系统保护与控制, 2010, 38(17):76-81.
[3] 崔岩, 蔡炳煌, 李大勇,等. 太阳能光伏系统mppt控制算法的对比研究[j]. 太阳能学报, 2006, 27(6):535-539.
[4] 孙自勇, 宇航, 严干贵,等. 基于pscad的光伏阵列和mppt控制器的仿真模型[j]. 电力系统保护与控制, 2009, 37(19):61-64.
[5] 索亚楠. 电网平衡及非平衡下光伏微网控制策略研究[d]. 安徽理工大学, 2016.

[6] 董密, 罗安. 光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法[j]. 电力系统自动化, 2006, 30(20):97-102.

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