摘要:随着柔性交直流配电系统的迅速发展，电力电子装置和恒功率负载等非线性元件的大规模接入使系统的暂态稳定性问题日趋严重。首先，建立了双环控制下AC/DC与DC/DC换流器并联的具有恒功率负载的交直流配电系统数学模型，并进行非线性泰勒展开。其次，根据非线性解耦理论将原始高阶系统解耦成一系列低阶子系统，确定主导解耦子系统并采用相平面法和逆轨迹法对其进行暂态稳定性分析，通过实物仿真验证理论分析的有效性。然后，基于非线性解耦原理引入非线性参与因子概念，对状态变量进行参与因子的计算，提出恒功率负载扰动下控制参数影响稳定性的分析方法，进一步给出控制参数的可行域。最后，利用PLECS软件搭建了恒功率负载下双环控制的交直流配电系统，仿真及实验验证了所提方法的有效性。

摘要:双端直流配电网是一种双端电源供电的网络结构，可为直流负荷提供更加稳定和可靠的电源电压。然而，负荷的功率波动和不平衡使线路电压跌落增大，可能导致直流负荷的电压不平衡度和电压偏差指标越限，影响直流负荷的正常运行。文中基于电压源型换流器(VSC)外环电压控制，考虑中线电压补偿，提出基于电压补偿等效模型的直流配电网电压偏差及不平衡度联合抑制策略，实现直流配电网电压就地协调控制。首先，建立双端直流配电网潮流模型，将VSC电压下垂控制引入潮流模型，分析不同控制策略下的电压偏差和不平衡度的特性。其次，在此基础上，以电压最低点为分点获得双端电源供电回路压降的简化等效模型，并利用最小二乘法实现等效阻抗参数辨识，构建双端直流配电网的电压补偿等效模型。以参数辨识结果作为电压外环控制输入，提出考虑中线电压补偿的双端直流配电网电压就地协调控制策略。最后，在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型，验证了双端直流配电网潮流模型的正确性和控制策略的有效性。

摘要:大功率扰动条件下，限幅环节容易造成占空比出现饱和现象，直流配电系统就会由闭环控制退化成开环响应并出现暂态失稳。为此，文中开展了计及占空比限幅环节的直流配电系统暂态稳定性分析。首先，文中利用Sigmoid函数模拟占空比限幅环节中的非线性特性，建立了更为贴近工程实际的直流配电系统大信号模型。其次，利用Takagi-Sugeno（TS）模糊模型法，刻画了计及占空比限幅环节影响的估计吸引域。然后，通过不同控制参数的估计吸引域变化情况，揭示了占空比饱和引发的直流配电系统暂态失稳现象。最后，针对占空比限幅环节导致已有暂态稳定性提升方法存在的局限性，提出了一种控制参数优化设计的方法，为提升系统暂态稳定性的控制参数选择提供了方案。RT-Box硬件在环实验验证了理论分析的有效性。

摘要:在柔性直流配电系统中，直流极间短路故障使得全网换流器迅速闭锁，快于直流断路器动作时间，导致系统停运，极大降低了系统的可靠性。为此，文中针对直流电缆早期短路故障，提出一种基于早期故障区段定位的线路保护方法。通过本地换流器的主动注入，从而削弱线路阻抗对注入信号的衰减，显化早期故障特征，实现对早期短路故障的准确识别与区段定位，解决短路故障引发系统失电的问题。为避免频繁注入，提出基于差动电流量测的注入启动判据。PSCAD/EMTDC仿真结果表明该方法能够准确识别与定位早期故障区段，并及时隔离故障支路，且对系统运行影响小，具有一定的抗噪能力，可为柔性直流配电系统持续安全运行提供保障。

摘要:以级联型电力电子变压器(CHB-PET)作为主站的多分支柔性直流配电网在低压直流侧发生双极短路故障后，故障电流上升迅速且峰值较高，而电力电子器件在故障后会很快闭锁，造成故障信息的丢失，给直流配电网线路保护的可靠动作带来了挑战。针对此问题，提出了一种基于CHB-PET输入级与隔离级协同配合的无闭锁故障穿越方案，通过设置隔离级中双有源桥高压侧开关管的内移相比来控制输入级直流侧电容放电，使其不会过充或过放，消除了CHB-PET内部电力电子器件的过流，从而保证故障后CHB-PET可持续输出稳定电流。在此基础上，采用傅里叶变换提取故障穿越策略下CHB-PET低压直流侧电流的高频分量，以高频电流幅值积分值与全电流积分值之比构造保护判据，进而设计一种单端量保护方案。在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建含CHB-PET的多分支直流配电网模型，仿真分析表明所提方法能快速、可靠识别并切除故障线路。

摘要:针对区域交直流混合配电网中实时量测覆盖率低、量测误差分布具有不确定性的问题，提出了基于深度神经网络（DNN）伪量测建模的交直流配电网区间状态估计方法。该方法首先对DNN进行离线训练，然后将实时量测数据和电压源换流器控制的变量值作为DNN的输入特征，建立伪量测模型；接着，在实时量测更新时，利用已训练好的DNN快速生成伪量测；最后，对伪量测和实时量测的不确定性采用区间形式建模并进行区间状态估计，进而准确监测交直流系统状态。算例仿真结果表明，所提方法能够避免对量测误差的概率分布进行假设，并且能够在低冗余量测配置或量测缺失时，准确获得交直流配电网状态变量的上下界信息。

摘要:随着直流配电技术的快速发展，直流配电系统已逐渐呈现多电压等级、多直流母线、多电力电子变换器接入等显著特点。这导致变换器间的阻抗耦合关系更加复杂，系统稳定性问题突出。为评估多电压等级直流配电系统的小信号稳定性，首先建立了系统小信号等效模型。然后，根据相邻母线间直流变压器的不同控制模式，推导了母线电压与系统所有输入扰动间的统一传递函数表达式。在此基础上，提出了系统稳定性评估方法，并以含两个电压等级直流母线的配电系统为例，进一步分析了影响系统稳定性的阻抗因素，同时提出了基于系统等效环路增益的稳定判据。最后，设计了两种系统案例，并基于MATLAB/Simulink仿真平台验证了所提多电压等级直流配电系统稳定性评估方法的正确性。

摘要:直流配电系统的电源拥有多个输出层级，负荷运行方式灵活多变，系统运行状态急剧增加，导致可靠性评估效率降低。文中提出一种基于状态合并的直流配电系统可靠性评估方法。首先，该方法根据直流配电系统源-荷耦合呈现出的多种运行状态，建立系统状态空间模型，根据不同状态之间的内在联系，研究状态合并的条件。然后，将故障树分析法与马尔可夫过程结合，提出基于截断系数的状态合并方法，该方法实现了差异化转移率情况下的状态合并。最后，采用IEEE-RBTS BUS 6直流配电系统作为算例验证了所提方法的有效性。