交直流混合配电网分布式无功电压互动控制策略.pdf

交直流混合配电网是现代电力系统中一个关键的研究领域，它将传统的交流配电网与直流配电网的优点相结合，以期达到更高的效率和可靠性。在交直流混合配电网中，无功电压控制尤为关键，因为无功功率的合理分配和电压的稳定对于保证系统高效可靠运行至关重要。由于分布式电源的随机性和多样性，实现无功电压的精确控制成为一个挑战。 本研究提出了一种基于有限时间控制的分布式无功电压互动控制策略，目的是在没有集中控制器的情况下，实现交流子网与直流子网间的无功电压互动支撑。该控制策略构建了分布式去中心化的协同控制架构，利用有限时间控制实现多逆变器间的分布式一致性协同。通过这种控制方法，可以确保无功功率增量的精确均分，并有效避免多个下垂控制逆变器间的无功环流问题，从而进一步提高电压质量。 为了验证所提出控制策略的有效性和适应性，研究者在PSACD/EMTDC中建立了交直流混合配电网的仿真模型，并在多种工况下对其进行了测试。测试结果表明，该策略在收敛速度方面比传统方法更快，且具有更强的适应系统各种扰动的能力。 关键词“交直流混合配电网”、“无功电压控制”、“互动支撑”和“下垂控制”体现了该研究的核心内容。其中，“下垂控制”是实现负荷均流的有效控制方式，但传统下垂控制在分布式电源阻抗不一致时很难做到无功功率的合理分配，可能引起某些分布式电源过载和系统无功电压不平衡的问题。因此，本研究的控制策略旨在解决这些问题。 交直流混合配电网的结构包括典型的交直流混合配电网模型，其中双向变流器是实现交流配电网与直流配电网之间功率转换的关键组件。通过改变自身的运行方式，双向变流器可以实现整流和逆变控制，平衡子网间的功率差异。一般情况下，联网运行时，系统由交流子网与大电网连接，电压和频率由大电网来保持稳定。 在配电网发生故障或扰动时，系统并网点开关会断开，双向变流器启动，通过逆变或整流运行，将功率从功率过剩的子网传输到功率缺失的子网，从而恢复系统的平衡。此外，研究中提及的多代理系统控制方法，是一种基于分布式代理之间局部信息交互来实现对整体系统控制的方法。所提出的有限时间控制无功电压互动控制方法，就是采用这种分布式控制架构，能够有效提高系统的收敛速度和稳定性。 这项研究还涉及了有关交直流混合配电网控制策略的一些具体技术细节，包括PI控制器参数的设置、内环和外环的控制策略以及交直轴分量控制等。通过这些控制环节，可以优化整个网络的运行，确保无功功率在分布式电源间的合理分配和电压的稳定，从而应对高度随机的分布式能源出力和灵活多样的运行模式带来的挑战。 研究者通过实验仿真模型来评估提出的策略在多种工况下的表现，结果显示该策略可以有效应对各种扰动，并具有较快的响应速度和较高的系统稳定性。这些实验结果为交直流混合配电网的无功电压控制提供了新的思路和方法，为未来在实际电力系统中的应用奠定了理论基础和技术支持。