【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】肥工業(yè)大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院楊曉東副教授團(tuán)隊(duì)近日在雙極直流配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化研究領(lǐng)域取得系列進(jìn)展，相關(guān)研究成果分別發(fā)表在電氣領(lǐng)域知名期刊《IEEE Transactions on Smart Grid》和《IEEE Transactions on Sustainable Energy》上。
 

　　雙極直流配電網(wǎng)采用正、負(fù)極對稱供電結(jié)構(gòu)，具有承載直流負(fù)荷和分布式光伏高效、靈活接入的天然優(yōu)勢。這種新型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)在源-荷隨機(jī)波動(dòng)和多饋線并行運(yùn)行條件下，極間及饋線間功率分布不均問題日益凸顯，傳統(tǒng)調(diào)控設(shè)備難以滿足多維度的潮流調(diào)控需求。
 

　　直流柔性軟開關(guān)拓?fù)?br /> 

　　針對雙極直流配電網(wǎng)的調(diào)控難題，研究團(tuán)隊(duì)提出了一種直流柔性軟開關(guān)(DC-SOP)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并引入解耦控制策略。該裝置通過多端口柔性互聯(lián)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)正、負(fù)極及不同饋線之間功率交換的獨(dú)立可控。
 

　　這一設(shè)計(jì)有效解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中端口功率相互耦合所帶來的調(diào)控受限問題，從設(shè)備層面為極間與饋線間的精細(xì)化功率調(diào)節(jié)提供了技術(shù)支撐。傳統(tǒng)調(diào)控方式往往只能進(jìn)行單向或局部調(diào)節(jié)，而四象限潮流調(diào)控則實(shí)現(xiàn)了多維功率的靈活重構(gòu)。
 

　　研究團(tuán)隊(duì)將DC-SOP應(yīng)用于雙極直流配電網(wǎng)的四象限潮流調(diào)控，通過主動(dòng)調(diào)節(jié)功率流向與幅值，實(shí)現(xiàn)功率在不同極及不同饋線之間的連續(xù)傳輸。這一突破顯著增強(qiáng)了復(fù)雜運(yùn)行條件下的直流配電網(wǎng)潮流調(diào)節(jié)能力與運(yùn)行適應(yīng)性。
 

　　四象限潮流調(diào)控技術(shù)
 

　　基于解耦控制特性，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開發(fā)了四象限潮流調(diào)控技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)在統(tǒng)一控制框架下實(shí)現(xiàn)了多維功率的靈活重構(gòu)，為提升直流配電網(wǎng)運(yùn)行靈活性與穩(wěn)定性提供了新的技術(shù)路徑。
 

　　相較于傳統(tǒng)調(diào)控方式，四象限潮流調(diào)控能夠更有效地應(yīng)對分布式能源波動(dòng)和負(fù)荷變化帶來的挑戰(zhàn)。特別是在高比例新能源接入的配電網(wǎng)中，這項(xiàng)技術(shù)能夠保持電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，避免因功率不平衡導(dǎo)致的電壓波動(dòng)。
 

　　該工作發(fā)表于《IEEE Transactions on Smart Grid》，合肥工業(yè)大學(xué)為第一完成單位和通訊單位，博士研究生張程嘉為論文第一作者，楊曉東為論文通訊作者。
 

　　多電壓等級調(diào)控
 

　　面對多電壓等級雙極直流配電網(wǎng)中電壓耦合復(fù)雜、調(diào)控需求差異化等問題，研究團(tuán)隊(duì)提出了一種綜合電壓治理策略。他們構(gòu)建了多電壓等級雙極直流配電網(wǎng)的協(xié)同電壓調(diào)控模型，通過統(tǒng)一描述不同電壓層級及正、負(fù)極之間的電壓耦合關(guān)系，實(shí)現(xiàn)跨電壓層級、跨極性的協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)。
 

　　該模型將直流變壓器、互聯(lián)設(shè)備及分布式調(diào)節(jié)資源納入統(tǒng)一協(xié)調(diào)框架，明確各電壓層級與極間的調(diào)控邊界與交互機(jī)制，為多電壓等級系統(tǒng)下的電壓協(xié)同控制奠定了模型基礎(chǔ)。
 

　　研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)不同電壓層級及極間的動(dòng)態(tài)分配調(diào)節(jié)裕度，有效抑制了負(fù)荷波動(dòng)與新能源不平衡接入引起的多樣化電壓問題。與傳統(tǒng)分層、分區(qū)的獨(dú)立調(diào)節(jié)方式相比，該方法在統(tǒng)一協(xié)調(diào)機(jī)制下提升了系統(tǒng)電壓支撐能力與調(diào)節(jié)效率。
 

　　實(shí)際應(yīng)用與學(xué)術(shù)成果
 

　　在實(shí)際應(yīng)用方面，該團(tuán)隊(duì)的研究成果已在國家電網(wǎng)公司多項(xiàng)智能電網(wǎng)示范工程項(xiàng)目中得到應(yīng)用，有效提升了以新能源為主體的新型配用電系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)與靈活運(yùn)行能力。
 

　　研究團(tuán)隊(duì)持續(xù)聚焦智能配用電系統(tǒng)運(yùn)行與控制關(guān)鍵技術(shù)研究，圍繞柔性配電系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行、雙極直流配電技術(shù)等方向開展了系統(tǒng)性探索，已在IEEE Trans. Power Systems、IEEE Trans. Smart Grid、IEEE Trans. Sustain. Energy等國際權(quán)威期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇。
 

　　上述研究得到了國家自然科學(xué)基金委面上項(xiàng)目、聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目的資助。這些研究成果標(biāo)志著我國在直流配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化研究領(lǐng)域邁出了重要一步。
 

　　團(tuán)隊(duì)研究成果不僅在學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表，更已融入國家電網(wǎng)的智能電網(wǎng)示范工程。當(dāng)光伏與風(fēng)電在各地配電網(wǎng)中占比日益增加時(shí)，這些技術(shù)創(chuàng)新正默默守護(hù)著電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
 

　　從實(shí)驗(yàn)室到實(shí)際工程應(yīng)用，合肥工業(yè)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)正在為新型電力系統(tǒng)的建設(shè)提供關(guān)鍵技術(shù)支撐，他們開發(fā)的調(diào)控技術(shù)如同電網(wǎng)的“智能導(dǎo)航系統(tǒng)”，讓復(fù)雜的直流配電網(wǎng)運(yùn)行更加安全高效。