優質電力園區關鍵問題研究

《優質電力園區關鍵問題研究》是依託中國科學院電工研究所，由韓立博擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：優質電力園區關鍵問題研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：韓立博
• 依託單位：中國科學院電工研究所

項目摘要

隨著社會的發展，未來優質電力園區在實現分級供電的同時，還將呈現出對電網污染小、與分散式發電和儲能有機融合等特徵。針對這一發展趨勢，本項目擬深入研究優質電力園區運行特性，電壓質量治理設備、電流質量治理設備、分散式發電和儲能等多類設備有機融合和協同運行方法等內容。擬採用的技術方案是電能質量調節設備靈活分散布置、分散式發電和儲能與電能質量調節設備在設備層進行集成、並在系統層面通過協調控制進行融合。採用理論分析與數字仿真相結合的研究方法，並利用課題組已有的DVR、APF、UPQC、SSTS等定製電力設備，模擬光伏發電、柴油機等分散式發電單元和超級電容器等儲能設備進行實驗驗證。預期突破優質電力園區多種類多功能設備互動影響及其協同運行方法等關鍵科學問題，為未來優質電力園區的大規模推廣套用打下基礎，為未來國家相關標準的制定提供參考。

結題摘要

隨著社會的發展，未來優質電力園區在實現分級供電的同時，還將呈現出對電網污染小、與分散式發電和儲能有機融合等特徵。針對這一發展趨勢，本項目擬深入研究優質電力園區運行特性，電壓質量、電流質量治理設備、分散式發電和儲能等多類設備有機融合和協同運行方法等內容。本課題組將針對未來優質電力園區關鍵設備理論分析、設備層的功能復用和集成、系統層協同控制等關鍵問題開展研究工作，主要研究內容如下： 針對優質電力園區的建模仿真和運行特性分析問題，首先對優質電力園區的關鍵裝置進行了數學建模分析，進而對關鍵裝置之間的互動影響進行理論分析。以UPQC為例，採用了小信號模型進行特徵根靈敏度的分析，揭示了每台補償單元所對應的特徵根對系統整體運行穩定性的影響。 針對優質電力園區中關鍵設備功能復用和集成是本課題研究的一個重點內容，其難點是不同的優質電力園區設備之間採用的是不同的控制策略，需要區分何種電力裝置可以復用集成、如何復用集成、以及控制目標等。提出了UPQC新型協同運行方案，即在電壓輕度跌落與深度跌落兩種工況下串聯補償器都參與運行，在補償電壓跌落的同時，與並聯補償器協同補償系統無功功率，減少了UPQC裝置的最小容量需求。 針對優質電力園區中電能質量調節設備的系統間協同控制策略的問題，難點是優質電力園區中裝置種類較多，功能不同，各個裝置之間存在有互動影響，各個裝置之間的協同控制目標以及控制方式難以設定。本課題提出了多台DVR協同補償的集中控制與分散控制兩種運行方案，並細分為五種運行模式，並通過仿真驗證其在高壓大容量場合下的可行性。深入研究了多台DSTATCOM聯合補償的兩種運行模式：本地補償模式和分散補償模式。均採用了等損耗微增率的參考電流分配方案，有效的降低了補償損耗，提高了補償效率。 本課題全面完成了項目申請書計畫的研究內容，達到了預期目標。本課題的研究成果對於推進優質電力園區的未來大規模推廣套用打下基礎，為未來國家相關標準的制定提供參考。