多元化的电力电子技术论文提纲

论文题目：柔性中压直流配电网接地方式及故障暂态分析的研究

摘要：近年来,随着我国产业结构的逐渐转变、负荷类型的多元化和分布式电源的大力发展,传统的交流配电网正受到冲击。同时大功率电力电子技术发展迅速,基于电压源换流器的柔性直流输电技术不断向配电网延伸,使柔性直流配电网成为了国内外学者研究的热点。首先,对比了现有柔性直流配电系统结构的优缺点,提出了基于双端供电型的柔性中压直流配电系统拓扑结构,该系统中压直流线路电压为±10kV。换流器采用三相两电平的电压源换流器,直流变压器采用基于双主动全桥（Dual Active Bridge,DAB）的直流固态变压器。建立了换流器、直流变压器、光伏系统与储能系统的数学模型。分别设计了换流器的定电压控制和定功率控制、直流变压器的双闭环控制、光伏系统的最大功率点跟踪控制、储能系统的恒功率控制。在PSCAD/EMTDC仿真环境下,搭建了基于双端供电型的柔性中压直流配电系统仿真模型,对系统稳态运行状态进行了仿真分析。其次,建立了换流变压器在不同接线方式下,交流侧线路单相接地故障和直流侧线路单极接地故障的故障模型。研究了换流器直流侧不同接地方式和换流变压器不同接线方式对系统故障暂态特性的影响。通过理论分析和仿真,分析了不同系统接地方式存在的问题,最终确定换流变压器Yn/Δ接线、换流器直流侧电容采用分裂中点高阻接地的方式。第三,基于采用的系统接地方式,研究了系统各区域的故障特性。建立了换流器交流侧单相接地故障、直流侧单极接地和双极短路的故障模型,并分析了故障对其他区域的影响。最后在PSCAD/EMTDC软件中建立了基于双端供电型的柔性中压直流配电系统的电磁暂态模型。通过分析计算和仿真,证明了该系统接地方式可有效地限制接地故障电流的过流水平,维持直流电压稳定,提高了系统的供电可靠性,具有较强的故障穿越能力和故障恢复能力。

关键词：直流配电网;故障暂态分析;接地故障;供电可靠性;故障穿越

学科专业：电气工程（专业学位）

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 直流配电系统研究现状

1.2.2 柔性直流配电系统故障暂态分析研究现状

1.3 本文的主要研究内容

2 柔性直流配电系统建模与控制

2.1 柔性直流配电网拓扑结构

2.2 主要设备

2.2.1 直流固态变压器

2.2.2 电压源换流器

2.3 分布式电源

2.3.1 蓄电池等效模型及控制方式

2.3.2 光伏等效模型及控制方式

2.4 柔性直流配电网仿真分析

2.4.1 稳态仿真分析

2.4.2 运行方式切换

2.5 本章小结

3 柔性直流配电系统的接地方式研究

3.1 换流变压器Yn/△接线

3.1.1 交流侧线路接地故障建模与分析

3.1.2 恢复电压偏移的理论分析

3.1.3 直流线路接地故障建模与分析

3.1.4 仿真验证

3.2 换流变压器△/Yn接线

3.2.1 交流侧线路接地故障建模与分析

3.2.2 直流线路接地故障建模与分析

3.2.3 仿真验证

3.3 本章小结

4 柔性直流配电网故障暂态分析

4.1 故障区域的划分

4.2 交流侧故障区故障建模与分析

4.2.1 单相接地故障建模

4.2.2 仿真验证与分析

4.3 直流线路故障区故障建模与分析

4.3.1 单极接地故障建模

4.3.2 双极短路故障建模

4.4 负荷区故障分析与仿真

4.4.1 光伏系统的故障响应

4.4.2 储能系统的故障响应

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献