主动配电网供电质量控制.ppt

供电质量整体控制策略 敏感负荷拐点编号 拐点时间（ms） 拐点幅值（p.u.） 1 10 0.2 2 50 0.4 3 90 0.8 敏感负荷拐点编号 拐点时间（ms） 拐点幅值（p.u.） 1 50 0.6 2 200 0.8 固态开关 快速开关 DVR，普通开关 固态/快速开关 DVR(部分治理) 严格负荷，5MW 特别敏感负荷，5MW 治理方案选择 最佳方案 最佳方案 目录 * 背景意义 一 供电质量整体控制策略 二 电压暂降及短时中断的快速检测 三 残压支撑及切换策略研究 四 有源快速切换检测试验 五 主要成果与结论 六 电压暂降和短时中断的快速检测 故障区域识别 区内故障 仅隔离，不切换 区外故障 隔离+切换 系统提供短路电流 分布式能源倒送短路电流 区内区外故障的差异 分布式能源倒送短路电流系统提供短路电流 分布式能源倒送短路电流与系统提供短路电流相近 区外故障：过流 区外故障：无过流 电流幅值检测 方向检测 ? ? 区外故障 ? ? 区内故障 区内区外故障识别方法 直接故障系统 关联故障系统 正常运行系统 直接故障与关联故障 电流检测方法 基于最小二乘法的电流拟合 泰勒一阶展开 最小二乘拟合 短时傅里叶变换 0.5-1s发生0.5p.u.的电压暂降 电压暂降和短时中断的快速检测 电压幅值快速检测 暂降起始检测时间 暂降结束检测时间 4.7 ms 16 ms 瞬时电压dq分解（延时构造法） 0.5-1s发生0.5p.u.的电压暂降 电压暂降和短时中断的快速检测 电压幅值快速检测 暂降起始检测时间 暂降结束检测时间 2.8 ms 5 ms 0.5-1s发生0.5p.u.的电压暂降 电压暂降和短时中断的快速检测 瞬时电压dq分解（求导法） 电压幅值快速检测 暂降起始检测时间 暂降结束检测时间 1.4 ms 4 ms 0.5-1s发生0.5p.u.的电压暂降 电压暂降和短时中断的快速检测 电压幅值快速检测 短时傅里叶变换 瞬时电压dq分解（延时构造法） 瞬时电压dq分解（求导法） 暂降起始检测时间 4.7 ms 2.8 ms 1.4 ms 暂降结束检测时间 16 ms 5 ms 4 ms 推荐方法 目录 * 背景意义 一 供电质量整体控制策略 二 电压暂降及短时中断的快速检测 三 残压支撑及切换策略研究 四 有源快速切换检测试验 五 主要成果与结论 六 同步发电机型DER 柴油发电机（移动电源车）、小水电、热电联产汽轮机组、生物质能发电、永磁风力发电机 异步发电机型DER 鼠笼、双馈风力发电机 逆变器型DER 光伏发电、燃料电池、微型汽轮机、飞轮储能、蓄电池储能、超级电容储能、超导储能 配电网中的分布式能源分类 主要研究内容 动态响应快，主要取决于控制策略及储能动态特性 同步发电机型DER的残压支撑特性 假设： 切换期间同步发电机的励磁、转速恒定 负荷采用恒阻抗模型 过渡过程间时间常数差别大，可认为互相独立 380V无穷大系统 上级开关 线路 快速开关 短路故障 同步发电机 负荷 开断指令 开关误跳：仿真至3s时跳开 三相短路：仿真至3s时触发 恒转矩恒励磁 ? 同步发电机型DER的残压支撑特性 开关误跳=发电机负荷突增 定子绕组衰减 阻尼绕组衰减 励磁绕组衰减 ? 残压幅值： ? 三相短路后开关动作：发电机三相短路过程+发电机负荷突增 发电机三相短路过程 发电机负荷突增过程 ? 同步发电机型DER的残压支撑特性 理论与仿真的对比 开关误跳 三相短路 故障发生后的20ms—3s间理论与仿真结果具有较高吻合度 备用电源合闸机理 快速切换 工作母线残压与备用母线电压的幅值差、相位差在整定范围内即可进行切换 防止产生过高的冲击电流 同相捕捉切换 工作母线残压与备用母线电压的相位差为360°时进行切换 在快速切换条件不满足时提供第二次切换机会 切换时机 快速开关快速切换 同相捕捉 普通开关快速切换 不同切换方式所处的切换区域 快速切换 首次同相切换 残压切换 备用电源合闸机理 切换效果对比（不同切换策略） 稳态相角差 0° 45° 90° 135° 180° 切换时长（ms） 快切 16 同捕 272 250 227 203 178 切换角差 快切 35° 80° 125° 170° -144° 同捕 0° 合闸电压（p.u.） 快切 0.3 0.3 0.29 0.29 0.29 同捕 0.51 0.52 0.55 0.60 0.65 冲击电流 快切 1.08 2.70 4.36 5.53 6.22 同捕 3.32 3.15 2.92 2.69 2.41 分闸延时： 5ms 合闸延时：10ms 模拟快速开关切换 快切占优 同捕占优 备用电源合闸机理 切换效果对比（不同合闸速度） 稳态相角差 0° 1