【摘 要】
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多端柔性直流技术对于我国电网的发展与变革具有重大意义,未来基于柔性互联的交直流电网必将发挥不可或缺的作用,成为新一代电网的重要构建形态。目前多端柔性直流技术已经在分布式电源消纳、海上风电并网等重要场合得到了实际工程上的应用,并且为大区域电网互联提供了新的方案,但随着交直流的深度互联,现有的电网潮流计算方法已越来越不再满足系统控制方式的多样化的需求;虽然多端柔性直流技术为配电网环网运行提供了新的解决
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多端柔性直流技术对于我国电网的发展与变革具有重大意义,未来基于柔性互联的交直流电网必将发挥不可或缺的作用,成为新一代电网的重要构建形态。目前多端柔性直流技术已经在分布式电源消纳、海上风电并网等重要场合得到了实际工程上的应用,并且为大区域电网互联提供了新的方案,但随着交直流的深度互联,现有的电网潮流计算方法已越来越不再满足系统控制方式的多样化的需求;虽然多端柔性直流技术为配电网环网运行提供了新的解决思路,但考虑到投资成本和网络结构等问题,目前将多端柔性直流技术引入到配电层面的实践工程较少,相关研究仍处于理论分析阶段。本文围绕柔性互联交直流系统的潮流计算和多端柔性直流技术应用于配电层面的关键优势展开以下三方面研究:（1）考虑不同直流电压控制策略的影响,提出一种改进的交替迭代法用于多端柔性互联交直流系统的潮流计算。首先对多端柔性互联交直流系统进行精确建模,其中包括VSC换流站、交流系统和直流电网的稳态潮流模型;然后考虑到现有研究对VSC换流站内部换流器的有功损耗处理较为简单,对其进行精确描述;在此基础上详细分析主从控制、下垂控制等不同控制策略对互联系统潮流的影响,提出一种考虑多种控制策略的改进潮流计算方法;最后以修改的双区域多端柔性互联交直流测试系统作为算例,对改进的交替迭代法进行正确性和可行性的验证。所提改进潮流计算方法在柔性互联交直流电网的稳态潮流分析研究方面具有理论价值。（2）结合多端柔性互联装置的潮流调控作用和分布式电源局部调节的优势,提出一种基于分布式电源和多端互联装置的交直流柔性互联配电网优化运行方法。首先,通过灵敏度分析的方法提出一种节点网损灵敏度指标进行交流网侧的分布式电源选址;进而建立以网络总有功损耗、节点电压偏差量最小和分布式电源盈余最少为目标的多目标优化模型,对多端柔性互联装置不同控制策略下端口功率电压的参考值和分布式电源的实际有功出力进行协调控制;最后以修改的多端柔性互联交直流配电网作为算例,结果表明所提优化运行方法能够在兼顾配电网对分布式电源消纳水平的同时,有效提高网络运行的经济性和安全性。（3）针对配电网故障恢复过程中受限于传统联络开关自身结构、不能环网运行等问题,提出一种基于多端柔性互联装置的配电网多目标故障恢复方法。首先在配电网故障恢复的一般步骤的基础上,以多馈线节点配电网为例,对多端柔性互联装置在参与配电网故障恢复过程中发挥的作用进行详细的分析;然后建立以非故障区域失电负荷、线路开关动作次数最少和故障恢复后网络损耗最小的多目标故障恢复优化模型,进而提出一种基于带精英策略的快速非支配排序遗传算法和二阶锥规划的混合分层动态优化算法求解配电网故障恢复方案;最后以IEEE-33节点配电网作为算例进行验证,结果表明多端柔性互联装置能够最大程度地恢复非故障失电区域的失电负荷,并有效降低网络故障恢复后的运行有功损耗,从而减少不必要的损失,提高配电网运行的经济性。
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