柔性多状态开关改进下垂控制策略及其在配网潮流优化中的应用

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柔性多状态开关是一种可在配电网若干关键节点上替代传统联络开关的新型电力电子装置,通过在其自身容量范围内实时、连续地调节流经的功率,促进馈线负载分配的均衡化,满足分布式电源消纳、高供电可靠性等定制电力需求,有助于提高配电网的安全性、稳定性与灵活性。因此,柔性多状态开关逐渐成为主动配电网领域的研究热点。  针对采用模块化多电平技术的柔性多状态开关装置,本文提出了一种改进下垂控制策略。该控制策略包含了具有功率分配特性的可调下垂控制以及基于虚拟惯量的惯性下垂控制,可以根据输出功率的波动相应地调节可调下垂系数以改善功率分配能力,提高系统稳定性。另外,所提控制策略基于同步机转子运动方程以及直流电容动态方程的相似关系,建立系统频率与直流电压的关系式。依据该关系式,可以实现柔性多状态开关输出功率的快速调整,为系统频率稳定性提供支撑。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了四端柔性多状态开关系统仿真模型,通过三个算例验证了所提控制策略的有效性。  此外,为探究柔性多状态开关在配电网潮流优化控制和管理方面的能力,本文以IEEE标准33节点以及PG&E标准69节点配电网为例,采用模拟退火算法,通过MATLAB仿真软件进行仿真优化计算,验证了柔性多状态开关对配电网潮流控制的优化作用,并考虑接入位置与接入数量,分析了柔性多状态开关对于配电网潮流优化结果的影响。
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