【精彩论文】苏州中压直流配电工程设计方案及仿真验证

观点凝练

摘要：随着中压柔性配电技术的发展，基于电力电子技术的柔性直流配电网在相位和频率同步、灵活控制、线损等方面较交流配电网有着一定的优势，但在技术的成熟性、稳定性以及成本等方面还存在不足。针对苏州中低压直流配用电系统示范工程的中压直流配电网网架，在传统环型与辐射型结构的基础上，通过技术经济比较采用基于单母线分段“双端环型”网架结构设计方案；为适应故障穿越的主动控制需求，发挥改进型网架结构供电方式灵活的特点，提出采用半桥换流站+混合桥换流站的非对称主站设计方案；结合换流阀参数设计与系统接地方式，在PSCAD/EMTDC平台上搭建了系统仿真模型，对工程设计方案的可行性及故障处理能力进行了仿真验证，为示范工程方案设计与设备选型提供分析依据。
结论：本文针对苏州中低压直流配用电系统示范工程的中压直流配电网的网架结构、主设备选型、系统接地方式开展了研究分析与技术经济比较，并研究了该设计方案下不同故障类型的工况和故障处理方式，最后利用PSCAD/EMTDC对该设计的合理性以及有效性进行验证。结果表明：（1）双端环型配电网架构在不同运行方式下均能满足系统供电质量要求，且经济性具有一定优势；（2）在单极接地短路故障下，通过接地极的合理设计，系统在不同运行方式下均有带负荷运行能力，保障负荷的供电可靠性；（3）非对称主站设计方案采用混合型换流站提高了直流电压与直流电流的可控性，当合环运行双极短路故障情况下，闭锁半桥功率站，混合站采取故障穿越运行，避免换流站解锁重启，从而缩短系统恢复供电所需时间。此外，由于功率站采取半桥换流站，该非对称主站方案设计减少了全桥子模块投资数目，从而降低系统的整体投资成本。

直流配电网方案设计尚处于研究与实践验证阶段，可参考规程规范较少，本文通过对苏州直流配电网示范工程开展详细理论分析与建模仿真，为示范工程的方案设计提供可行的分析依据。

引文信息

苏麟, 朱鹏飞, 闫安心, 等. 苏州中压直流配电工程设计方案及仿真验证[J]. 中国电力, 2021, 54(1): 78-88.SU Lin, ZHU Pengfei, YAN Anxin, et al. Design scheme and simulation verification of suzhou medium voltage dc distribution project[J]. Electric Power, 2021, 54(1): 78-88.

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编辑：杨彪

审核：许晓艳

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