基于柔性直流技術(shù)的中低壓直流配用電系統(tǒng)由于可高效靈活接納光伏、風(fēng)電等分布式新能源、儲(chǔ)能裝置,為電動(dòng)汽車、數(shù)據(jù)中心及LED 照明等直流型負(fù)荷提供高效可靠供電,亦可實(shí)現(xiàn)多交流饋線的柔性互聯(lián)和交直流系統(tǒng)互聯(lián)功率的靈活轉(zhuǎn)供,將成為以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的重要組成部分。直流配用電系統(tǒng)具有低慣量、弱阻尼特性,且高比例隨機(jī)波動(dòng)性新能源、不確定沖擊性直流負(fù)荷等的接入,均使得直流配用電系統(tǒng)的穩(wěn)定機(jī)理及控制問(wèn)題變得更加復(fù)雜。
為探討中低壓直流配用電系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與控制的新思路、新方法和新挑戰(zhàn),進(jìn)一步推動(dòng)該領(lǐng)域的深入研究,《電力自動(dòng)化設(shè)備》邀請(qǐng)我們針對(duì)這一熱點(diǎn)共同策劃組織了“中低壓直流配用電系統(tǒng)穩(wěn)定與控制”專輯,并收到了近百篇飽含真知灼見(jiàn)的投稿,經(jīng)過(guò)嚴(yán)格評(píng)審,最終本專輯共收錄了31 篇論文,涵蓋了中低壓直流配電系統(tǒng)穩(wěn)定性分析、提升系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的控制技術(shù)、直流故障穿越控制技術(shù),以及直流配電系統(tǒng)示范工程與關(guān)鍵設(shè)備的研究現(xiàn)狀等方面的內(nèi)容。
天津大學(xué)的李霞林副教授、王成山教授等對(duì)中低壓柔性直流配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析模型與機(jī)理研究進(jìn)行了綜述,進(jìn)而對(duì)該領(lǐng)域未來(lái)可深入研究的方向進(jìn)行了展望;山東理工大學(xué)的彭克副教授等從時(shí)域角度出發(fā),建立了基于MMC 的柔性直流配電系統(tǒng)的降階數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而揭示了柔性直流配電系統(tǒng)低頻振蕩機(jī)理;上海電力大學(xué)的趙晉斌教授等基于變流器端口的阻抗特性,建立了多變流器直流微電網(wǎng)的阻抗網(wǎng)絡(luò)模型,并將其用于直流微電網(wǎng)穩(wěn)定性判別與設(shè)計(jì);西安理工大學(xué)的張輝教授、清華大學(xué)的孫凱副教授等研究了雙母線直流微電網(wǎng)在不同穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式下的級(jí)聯(lián)穩(wěn)定性;華北電力大學(xué)的田艷軍副教授等以交流配電網(wǎng)中的柔性直流互聯(lián)裝置為研究對(duì)象,提出了一種阻抗協(xié)同重塑控制策略;上海交通大學(xué)的高飛副教授等提出了適用于直流微電網(wǎng)的基于交流電流下垂特性的控制策略;天津大學(xué)的朱琳博士、王一振副教授等建立了中壓直流配電系統(tǒng)的等效降階模型,并提出了系統(tǒng)控制參數(shù)設(shè)計(jì)方法;天津大學(xué)的郭力教授、李霞林副教授等提出了適用于直流微電網(wǎng)高頻振蕩機(jī)理分析的降階模型,從等效電路角度研究了直流微電網(wǎng)高頻振蕩穩(wěn)定問(wèn)題。
河海大學(xué)的劉子文博士、華南理工大學(xué)的張勇軍教授等對(duì)非理想工況下柔性直流配電系統(tǒng)建模與運(yùn)行控制關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié);西安理工大學(xué)的支娜副教授等針對(duì)弱電網(wǎng)時(shí)諧振頻率發(fā)生變化導(dǎo)致LCL 型并網(wǎng)變換器穩(wěn)定裕度降低的問(wèn)題,提出了一種應(yīng)用于直流微電網(wǎng)并網(wǎng)變換器的雙電流反饋控制策略;上海電力大學(xué)的米陽(yáng)教授等針對(duì)孤島運(yùn)行的直流微電網(wǎng),提出一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的無(wú)模型二次控制策略;天津大學(xué)的李永麗教授等為解決多子微電網(wǎng)型交直流混合配電系統(tǒng)功率分配以及交流子微電網(wǎng)母線電壓偏差大的問(wèn)題,提出一種靈活功率控制與電壓抑制策略;華北電力大學(xué)的劉英培副教授等針對(duì)光伏滲透率不斷提高而帶來(lái)的直流配電網(wǎng)慣性低的問(wèn)題,提出了光儲(chǔ)直流配電網(wǎng)靈活虛擬慣性控制策略;國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院的司鑫堯等針對(duì)采用隔離雙向DC/DC 變換器柔性互聯(lián)的多電壓等級(jí)直流配電網(wǎng),提出了分散式雙向電壓支撐控制方法;湖南大學(xué)的許加柱教授等針對(duì)中/低壓直流配電網(wǎng)中離網(wǎng)直流微電網(wǎng)經(jīng)直流變壓器并網(wǎng)產(chǎn)生擾動(dòng)的問(wèn)題,提出了基于控制模式平滑切換的離網(wǎng)直流變壓器無(wú)擾并網(wǎng)策略;華北電力大學(xué)的朱曉榮副教授等為實(shí)現(xiàn)直流微電網(wǎng)集群協(xié)調(diào)控制并對(duì)其進(jìn)行能量管理,提出了一種多狀態(tài)運(yùn)行分級(jí)協(xié)調(diào)控制策略;華北電力大學(xué)的付媛副教授等針對(duì)直流微電網(wǎng)的低慣性問(wèn)題,提出了基于附加電量的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制策略;天津大學(xué)的郭力教授、李霞林副教授等提出了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的直流微電網(wǎng)虛假數(shù)據(jù)注入攻擊快速防御策略;四川大學(xué)的鄭子萱副教授、汪穎教授等提出了一種基于直流母線電壓的直流微電網(wǎng)運(yùn)行韌性定量評(píng)估方法,設(shè)計(jì)并對(duì)比驗(yàn)證了基于模型預(yù)測(cè)控制的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)直流微電網(wǎng)運(yùn)行韌性的提升效果;中國(guó)石油大學(xué)(華東)的徐海亮副教授等針對(duì)低慣性直流微電網(wǎng)在負(fù)荷頻繁投切等情況下易發(fā)生直流母線電容兩側(cè)功率不匹配的問(wèn)題,提出了一種基于母線電壓信息的電流指令分區(qū)補(bǔ)償控制策略;華北電力大學(xué)的付媛副教授、張祥宇副教授等針對(duì)含恒功率負(fù)荷直流微電網(wǎng)的電壓動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題,提出了多端狀態(tài)反饋電壓振蕩控制技術(shù),進(jìn)一步發(fā)揮了微電網(wǎng)中各端換流器抑制電壓振蕩的控制潛力。
華北電力大學(xué)的賈科教授、畢天姝教授等提出了一種光伏變功率控制的直流配電系統(tǒng)故障穿越協(xié)調(diào)控制策略,保證了交流并網(wǎng)換流器能夠正常實(shí)現(xiàn)故障穿越,抑制了直流母線電壓的波動(dòng);國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院的馮懌彬、張雪松教授級(jí)高級(jí)工程師等基于主動(dòng)保護(hù)思想,將變流器的就地故障控制與直流保護(hù)相結(jié)合,提出了一種直流微電網(wǎng)的故障區(qū)段辨識(shí)與快速恢復(fù)策略;國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司工程管理分公司的趙思遠(yuǎn)等為解決傳統(tǒng)半橋型MMC 的直流故障清除問(wèn)題,提出了基于故障清除專用自阻模塊的改進(jìn)型MMC 運(yùn)行控制策略;哈爾濱工業(yè)大學(xué)的王盼寶副教授、徐殿國(guó)教授等提出了考慮多節(jié)點(diǎn)條件約束的柔直系統(tǒng)故障限流器與斷路器優(yōu)化配置方法;西安理工大學(xué)的張輝教授、支娜副教授等考慮了直流微電網(wǎng)故障電流突增、電壓突降特性,提出了基于支路兩端導(dǎo)納差值導(dǎo)數(shù)的保護(hù)方法;中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的唐巍教授、張璐副教授等綜合考慮交直流混合配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn),提出了交直流混合配電網(wǎng)中隔離開(kāi)關(guān)與斷路器的優(yōu)化配置方法。
山東理工大學(xué)的彭克副教授、徐丙垠教授等總結(jié)了國(guó)內(nèi)外直流配電系統(tǒng)示范工程的現(xiàn)狀,并結(jié)合我國(guó)目前的直流配電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,給出了我國(guó)未來(lái)發(fā)展直流配電系統(tǒng)的建議;湖南大學(xué)的涂春鳴教授、帥智康教授等針對(duì)中低壓直流變壓器的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)和分析,并對(duì)直流變壓器未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望;東北電力大學(xué)的劉闖教授等通過(guò)分析目前低壓直流配電網(wǎng)的運(yùn)行特性與柔性互聯(lián)開(kāi)關(guān)的可靠性問(wèn)題,提出了一種基于雙降壓/升壓結(jié)構(gòu)的新型柔性互聯(lián)開(kāi)關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),其具備無(wú)橋臂直通、電壓利用率高、功率等級(jí)易拓展等優(yōu)點(diǎn);湖南大學(xué)的涂春鳴教授等通過(guò)融合直流微電網(wǎng)的自身優(yōu)勢(shì)和儲(chǔ)能型柔性多狀態(tài)開(kāi)關(guān)的調(diào)控靈活性,提出了一種基于儲(chǔ)能型柔性多狀態(tài)開(kāi)關(guān)的直流微電網(wǎng)與交流配電網(wǎng)柔性互聯(lián)策略。
基于柔性直流技術(shù)的直流配電系統(tǒng)有望廣泛應(yīng)用于高比例新能源接入、大規(guī)模工業(yè)園區(qū)等直流負(fù)荷密集、供電可靠性要求高的場(chǎng)合,為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)提供了新的解決方案。研究直流配電系統(tǒng)的穩(wěn)定機(jī)理及控制對(duì)于直流配電系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展至關(guān)重要,現(xiàn)有研究難免有局限和不足之處。由于篇幅、主題以及稿件處理周期的限制,部分高水平投稿論文未能完全涵蓋于本專輯中,希望能夠得到所有為本專輯撰稿的作者和廣大讀者的理解。
衷心感謝各位專家學(xué)者對(duì)本專輯的大力支持,感謝《電力自動(dòng)化設(shè)備》編輯部為本專輯的選題、策劃、組織和出版所做的大量而細(xì)致的工作。同時(shí),還要感謝本專輯的各位特約評(píng)審專家,正是他們求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和無(wú)私的奉獻(xiàn)精神保證了本專輯的高質(zhì)量出版。最后,衷心希望中低壓直流配用電系統(tǒng)穩(wěn)定與控制領(lǐng)域的研究能夠促進(jìn)學(xué)術(shù)界與工業(yè)界的廣泛關(guān)注和討論,推動(dòng)中低壓直流配用電系統(tǒng)理論研究和工程實(shí)踐的共同發(fā)展。