分布式光伏就地自适应电压控制策略研究

随着分布式光伏发电系统规模化、多点接入配电网,其对配电网的运行控制、调度管理等方面的影响也逐渐凸显,其中无功电压控制问题是较为显著的问题之一。分布式光伏发电系统的输出电能受到光照、气候等自然因素的影响,具有较强的随机性、间歇性与波动性,难以准确预测。另外,分布式光伏海量接入,难以对所有光伏额外整合测量设备和控制设备,部分光伏难以观测和控制。鉴于此,针对分布式光伏规模化并网场景,综合考虑并网分布式光伏的不可控和不可调度特性,提出分布式光伏就地自适应电压控制策略。针对配电网多种运行工况提出电压期望值自适应调整方案,进而采用就地的、智能的自适应方法来调节电压。利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台,在多种仿真场景下仿真分析和比较了就地自适应电压控制策略的电压控制恢复效果,验证了所提电压控制策略的有效性和鲁棒性。     

参与配电网电压调节的分布式光伏发电系统新型控制策略

针对分布式光伏发电系统接入配电网对电压分布带来的影响,提出一种参与配电网电压调节的分布式光伏发电并网控制策略。该策略的功率外环综合考虑了分布式光伏发电系统出力波动以及负荷变化等因素对配电网电压的影响,电流内环采用模型预测电流控制方法实现对参考电流指令的跟踪。该策略具有良好的动静态性能和跟踪精度,且避免了比例积分控制中繁琐的控制参数整定。最后在RTDS仿真平台上搭建了含分布式光伏发电系统的配电网模型,仿真验证了所提控制策略的有效性。     

主动配电网多级无功电压协调控制研究

分布式光伏大量接入配电网后电压越限问题成为影响电网安全稳定运行的关键因素。为了适应高渗透率、大规模分布式光伏的接入,提高系统调压能力,本文依据主动配电网内调压资源特性的不同,对其进行了分类分级处理,提出了主动配电网多级无功电压控制策略,即分别利用小容量分布式光伏、光伏电站无功、传统VQC装置和光伏电站有功实现系统一、二、三、四级调压。其中,针对小容量分布式光伏所采用的分散式就地控制策略,提出了基于并网点电压和光伏实际有功出力的cosφ(U、P)控制模型。最后,基于改进的IEEE33节点算例进行了仿真,仿真结果表明本文所提出的四级调压策略,充分利用了主动配电网内分散的调压资源,有效减少了VQC装置动作次数,并改善了配电网电压水平。     

计及本地负荷的分布式光伏并网电压协同控制策略

光伏逆变器的剩余容量利用在解决分布式光伏发电系统并网点电压越限问题时取得了较好的效果,但目前为了提升逆变器的无功容量,相关研究主要集中在限制逆变器有功输出,未考虑对分布式光伏发电系统渗透率的影响。阐明分布式光伏发电系统并网点电压越限机理,提出一种计及本地负荷的分布式光伏并网点电压协同控制策略。通过背靠背变流器控制光伏发电本地负荷无功,通过控制并网逆变器工作状态改变光伏发电输出功率。设置制动控制环节,出现越限现象时优先采取本地负荷无功控制调节并网点电压,避免对配电网消纳光伏发电能力的影响。最后基于Matlab/Simulink仿真平台进行试验验证了所提控制策略的可行性与有效性。     

含高比例光伏的配电网电压协调控制策略研究

随着分布式光伏大量接入,电压波动问题严重威胁着配电网安全稳定运行。为了改善高渗透率光伏并网后的配电网电压水平,提升系统的调压能力,提出了一种含高比例光伏的配电网电压协调控制策略。该策略通过协调光伏有功和无功,以及变压器OLTC实现配电网的电压协调控制。对光伏出力比较大的高、中压配电网,使用基于PI控制器的有功控制;对于光伏出力较小的低压配电网,采用无功控制方法保证母线电压处于允许偏移范围;此外,将调整OLTC的分接头作为一种后备调节方式。算例的仿真结果验证了所提控制策略可以明显改善配电网电压水平。     

基于分布式光伏集群协同优化的配电网电压控制策略

随着分布式光伏在配电网中渗透率的增加,负荷与光伏出力波动等原因引起的配电网电压越限问题日益凸出。为此,提出一种基于分布式光伏集群协同优化的配电网电压控制策略。首先,通过电气距离模块度指标对配网进行集群划分;然后,通过无功电压灵敏度矩阵选取各集群的主导节点,并利用集群电压偏差度判定各集群电压状态。危险集群的光伏逆变器采用就地控制模式调压;安全集群的光伏逆变器采用可变功率控制模式。利用集群之间无功电压的灵敏度,将安全集群与危险集群进行协同配合,从而使整个配电网电压运行在安全域内。最后,根据某实际配电网41节点系统的算例证明,基于光伏集群协同优化的配电网电压控制策略,比统一下垂控制和统一功率优化控制的效果更佳,能够有效提升配电网电压质量。     

含高渗透率光伏的配电网就地-分布式电压控制

随着配电网中分布式光伏渗透率的逐步提高,发电功率和负荷需求不平衡导致的电压越限问题日益突出.为充分调用可控资源进行调压,同时降低系统的通信量和计算量,文中基于配电网节点的近似电压灵敏度,结合就地控制和分布式控制的特点,提出一种含高渗透率光伏的配电网电压控制策略.该策略利用本地量测数据和分布式通信信息,通过各关键节点的无功协调控制和有功优化调度,实现系统电压的经济快速控制.仿真结果表明,所提策略具有良好的电压控制效果和经济性,能够降低系统的运行成本.     

含分布式光伏的主动配电网电压分布式优化控制

针对高比例分布式光伏接入配电网所带来的电压越限问题,提出一种含分布式光伏的主动配电网电压分布式优化控制策略.根据配电网支路潮流模型和光伏逆变器控制模型,构建以节点电压偏差、光伏削减量和网损最小为目标的主动配电网电压优化控制模型;利用二阶锥松弛技术对所构建的模型进行凸化处理;针对集中式优化控制存在计算复杂度高和信息私密性差的不足,基于分解协调原则将配电网分区,构建基于交替方向乘子法(ADMM)的多区域电压分布式协同优化控制框架;为改善算法收敛性能,基于残差平衡原理和松弛技术,提出一种加速ADMM.最后,基于IEEE 33节点测试系统进行算例分析,结果表明利用所提方法可有效解决配电网电压越限问题,并减少网络损耗.     

配电网中基于网络分区的高比例分布式光伏集群电压控制

随着高比例分布式光伏的接入,配电网的过电压问题愈发严重,传统对所有光伏进行集中式电压控制的方法变得过于复杂,难以满足控制时间尺度的要求。文中提出了一种改进的模块度函数分区算法,结合无功/有功平衡度指标与区内节点耦合度指标,自动形成最佳分区,对含高比例分布式光伏的配电网进行无功与有功两个层面的光伏集群控制。在分区基础上,针对光伏逆变器有功与无功的控制能力,采用先无功后有功的电压控制策略,在子分区内部通过对关键光伏节点的控制来调节关键负荷节点的电压,有效地缩小对可控光伏的搜索范围,减少控制节点数目,加快控制响应时间,适合未来高比例分布式光伏接入配电网的电压控制。最后,以某一10kV实际馈线系统为例,验证所提方法的有效性。     

光伏逆变器无功调节能力分析与控制策略研究

通过建立光伏逆变器接入配电网稳态分析模型,以接入点运行电压、最大运行电流和SPWM调制控制条件为约束,分析了不同工况下逆变器的无功调节能力。构建接入配电网运行时面向电网电压调整的无功功率控制策略,该策略以控制接入点电压为目标,逆变器通过补偿系统需求的无功对电压进行支撑。构建分布式光伏接入配电网应对配电网负荷变化和光伏注入功率变化引起的电压无功调整仿真实验,验证了该策略的有效性。     

基于瞬时功率控制的分布式光伏并网策略

随着我国分布式光伏发电的快速增长,分布式光伏的大量接入与配电网的承载能力之间矛盾日益突出,如何提升分布式光伏系统的并网特性使之适应当前配电网环境是亟需解决的问题。基于此,文中提出了一种基于瞬时功率控制的分布式光伏并网策略,通过对分布式光伏系统并网点瞬时功率的控制,实现分布式光伏并网系统根据配电网状态进行实时的输出功率控制。基于分布式光伏并网系统的仿真算例,利用本文控制策略对配电网两种不同无功状态补偿进行仿真实验,理论分析和仿真结果证明了该并网控制策略的有效性。     

基于瞬时功率控制的分布式新能源并网策略

随着我国分布式新能源光伏发电的快速增长,分布式光伏的大量接入与配电网的承载能力之间矛盾日益突出,如何提升分布式光伏系统的并网特性使之适应当前配电网环境是亟需解决的问题。基于此,文中提出了一种基于瞬时功率控制的分布式光伏并网策略,通过对分布式光伏系统并网点瞬时功率的控制,实现分布式光伏并网系统根据配电网状态进行实时的输出功率控制。基于分布式光伏并网系统的仿真算例,利用文中控制策略对配电网两种不同无功状态补偿进行仿真实验,理论分析和仿真结果证明了该并网控制策略的有效性。     

计及分布式光伏发电低电压穿越能力的主动配电网保护方法

针对高渗透率分布式光伏发电并网造成主动配电网原有保护无法适应的问题,提出计及分布式光伏发电低电压穿越能力的主动配电网保护方法。根据分布式光伏发电低电压穿越控制策略对其故障特性的影响,定性分析了光伏发电故障电流与并网点电压的相位关系,推导主动配电网各馈线电流正序故障分量特征,结合电压信息,提出基于母线故障前电压正序分量与各馈线正序电流故障分量相位比较的保护方法。最后利用PSCAD建立主动配电网系统模型,对所提方法进行仿真算例分析,结果表明该方法正确、有效。     

自适应灵敏度的配电网分布式电源无功控制

分布式电源(DG)的大量接入,使配电网潮流变得复杂。为减小分布式电源对配电网电压的影响并充分利用分布式设备的剩余容量,文章提出一种自适应灵敏度的分布式电源本地无功控制策略。各节点利用逆变器的控制计算能力获取自身的无功-电压灵敏度,并根据灵敏度的大小配置节点的Q(U)控制曲线,使所有节点较为均衡地参与无功控制,提高了系统的无功调节能力。采用IEEE33节点配电网测试系统对所提控制策略进行了仿真验证。结果表明,在发生节点电压越限时,所提控制策略下测试系统的电压调节能力和总无功补偿能力优于传统Q(U)控制策略。     

含分布式光伏和电动汽车的主动配电网电压一致性协同控制

分布式电源渗透率的快速增加使得低压配电网中出现严重的电压问题,而电动汽车(Electric Vehicle,EV)的广泛应用使得其参与电压控制成为了可能。提出了一种利用电动汽车的电池能量管理和分布式光伏阵列的无功、有功控制,来调节光伏发电渗透率较高的配电网中的电压。考虑到电动汽车电池容量和荷电状态(SoC)的不同,提出基于一致性算法的分布式控制策略来有效利用EV电池的有限存储容量。在此基础上,提出基于分布式光伏组件无功调节和有功调节的本地电压控制策略,并计算分布式光伏的无功与有功控制调节量。通过仿真分析,验证了文中所提的分布式一致性电压协同控制的有效性,可以有效缓解由反向潮流引起的电压升高,并补偿峰值负载导致的电压降落,消除由分布式电源大量接入带来的电压越限问题。     

考虑AVC的含分布式光伏园区配电网无功电压控制仿真

基于OpenDSS仿真平台,结合国内某园区电网的高密度分布式光伏发电系统,针对光伏逆变器的恒功率因数、变功率因数和电压无功控制3种控制策略进行精细建模,搭建了含变电站AVC(自动电压控制)系统的园区电网详细仿真模型,在此基础上开展了园区电网全天的系统连续控制仿真。通过仿真分析,比较了各控制策略的有效性及其对现有AVC系统的影响,验证了无功电压控制策略的有效性和经济性,可为大量分布式光伏并网后的配电网规划与运行调度提供科学的参考依据,从而保障光伏的安全消纳。     

含分布式光伏的有源配电网无功电压控制研究

随着分布式光伏发电规模的不断扩大,渗透率不断提高,分布式光伏并网带来的配电网电压越限问题已不容忽视。首先分析了分布式光伏电源接入配电网引起电压越限的基本原理,并针对电压越限问题,对比常用的电压控制方法和控制策略,提出分布式电抗器电压控制方式,然后通过BPA稳态仿真分析了电抗器的接入位置、接入容量对调压效果的影响,最后通过抽样分析不同线路型号和线路长度下所需的串联电抗器与并联电抗器的容量大小分布、容量差值分布等特征。     

基于电压灵敏度分析的分布式光伏在线调控策略

随着主动配电网中分布式光伏渗透率越来越高,传统配电网电压控制方法已不能达到最佳效果与最优效益。为满足主动配电网中分布式光伏在线调控的需求,本文提出了一种基于电压灵敏度分析的分布式光伏在线调控策略,同时可以实现配电网的电压调节。推导出配电网电压对节点注入功率的灵敏度矩阵,建立分布式光伏自动发电控制优化模型,并通过改进的免疫双态粒子群算法求解该模型,对配电网中光伏发电系统的有功无功输出进行在线优化控制。本文所提出的策略和算法应用于浙江嘉兴双河变昌东863馈线配电网中的分布式光伏,并在PSCAD/EMTDC与Matlab联合仿真平台中进行仿真验证,结果证明了所提出的方法的正确性与有效性。     

计及分布式光伏承载力的配电网侧独立储能充放电策略

在“双碳”目标、新型电力系统加快推进下,中国分布式光伏呈现快速发展态势,在高比例分布式光伏接入地区易发生电网电压升高越限和反向潮流设备过载等问题,影响分布式光伏接入配电网承载力。充分考虑配电网侧独立储能调节作用,研究提出了提高分布式光伏接入电网承载力水平的独立储能优化配置及充放电策略。考虑了基于时序潮流和两步式迭代的配电网侧独立储能应用综合成本效益,以系统成本最小为原则,科学合理确定独立储能配置容量和充放电控制策略。选取某村低压配电网为案例,通过配电系统经济分析和优化软件（DEAP）,仿真分析了所提独立储能充放电控制策略的有效性。     

用于配电网过电压平抑的分布式光伏多模态协调控制算法研究

随着我国的能源转型进入关键时期,分布式光伏在配电网的大规模应用已成为重要趋势.然而在光伏功率过剩时可能引起配电网过电压、逆潮流等问题,威胁配电网的安全稳定运行.传统配电网调压方法如有载调压、定点无功补偿、大规模弃光等,存在调压性能有限、经济性差、光伏利用率低等缺陷,不再适用于含大量分布式光伏的配电网.因而本文充分发掘分布式光伏的调控潜力,从单机调控与多机协调两方面优化配网台区潮流,从而在提升光伏发电利用率的同时,实现对配电网过电压平抑.文章在配电网电压灵敏度分析的基础上,首先对分布式光伏系统运行的多种模态进行划分,在优化了传统的光伏无功控制方案基础上,进一步加入了有功功率削减模式,实现单机光伏系统对连接点电压的控制与优化;同时考虑单机调控能力受限时,依据灵敏度排序进行分布式光伏间的协调优化,通过单机与多点多机两个层面的协调优化与综合调控的配电网台区的电压优化控制.经验证,本文所提的分布式光伏系统优化协调算法,能够提高电压调节的效率,并且有效减少分布式光伏系统的弃光率.