适应高比例户用光伏的中低压配电网集中–分布式协调控制

大量户用光伏并网使得中、低压配电网的电压越限、电压波动以及三相不平衡问题日益突出,该文研究中低压配电网多目标协调控制策略。首先,结合中、低压配电网的通信和计算能力,提出一种"中压集中式–低压分布式"的新型分层协调控制架构。其次,在中压层面基于三相最优潮流建立分钟级优化控制模型,以网损、三相不平衡度为目标,对中压分布式电源、静止无功发生器及PCC的有功无功输出进行优化。此外,在低压层面考虑PCC有功无功优化指令的快速跟踪与波动抑制、改善低压三相不平衡以及避免电压越限,提出秒级多目标分布式控制模型;同时,结合节点量测能力、指标状态以及指标优先级,建立多目标自适应协调策略。仿真结果表明,所提策略能协调低压储能和光伏逆变器为中压提供有功、无功灵活性,降低95%以上的PCC功率波动率(平均波动率不超过0.5%),将电压偏离度和三相不平衡限制在允许范围之内,同时改善了网络损耗。     

带蓄电池储能系统的DSTATCOM有功无功联合优化控制

蓄电池储能系统接入配电网静止同步补偿器(B-DSTATCOM)进行有功无功联合控制可有效缓解高波动性分布式电源大量接入配电网导致的电压越限、网损加重、三相不平衡度增加等系列问题。对此,文中提出一种计及光伏发电的不平衡主动配电网B-DSTATCOM实时有功无功联合优化控制策略。首先,对B-DSTATCOM四象限运行原理进行研究,在此基础上以电压偏移、网损、电压不平衡度及运行成本为子目标函数建立B-DSTATCOM实时有功无功联合多目标优化控制模型,并采用加权求和法、改进粒子群优化及直接潮流法求得最优控制方案。最后,基于澳大利亚某实际含光伏低压不平衡配电网进行MATLAB仿真,验证所提方法及模型的有效性、实用性和鲁棒性。     

考虑逆变器无功充裕性的含高比例户用光伏低压配电网电压控制策略

当前大规模户用光伏接入低压配电网逐渐成为趋势,然而高比例户用光伏并网将引起严重的潮流逆向,导致电压越限和网损增加。首先,结合低压配电网的线路参数和拓扑结构,对低压配电网中电压-有功和电压-无功的量化关系进行了分析;在此基础上,考虑光伏逆变器的容量特性和节点电压偏移限制,提出了含高比例户用光伏的低压配电网无功裕度评估方法;为尽可能降低光伏并网有功的削减,以网络无功充裕性为依据设计了就地的有功无功综合控制策略;为了兼顾控制的效果和经济性,结合低压配电网的拓扑特点,进一步提出了不同节点间的控制参数优化整定方法。仿真结果表明,所提控制方案能够高效利用逆变器无功进行电压控制、降低光伏并网有功削减,同时实现网损的优化。     

面向高比例户用光伏消纳的储能系统与通信网络协同规划

当前大规模户用光伏接入低压配电网已成为必然趋势,然而高渗透率户用光伏并网将引起电压越限等严重的电压问题。在低压配电网中合理配置储能可以有效缓解上述问题,同时信息通信技术是储能消纳光伏的重要保证。针对目前信息系统和物理系统分开进行规划的现状,该文提出了一种基于二层优化模型的协同规划方法对含高比例光伏低压配电网的储能系统与通信网络进行优化配置。上层以年费用最小为目标优化配置储能和无线通信终端,其中储能采用分布式控制策略;下层根据上层的结果进一步对通信拓扑进行优化,提高控制性能的同时降低通信网络的复杂度。通过算例仿真验证了所提信息系统与物理系统协同规划方法的经济性和有效性。     

考虑分布式光伏电源接入模式的低压配电网不平衡线损计算方法

日益增加的户用光伏发电系统改变了配电网的潮流分布,同时对配电网的线损产生显著影响。为了便于量化分布式光伏电源(distributed photovoltaic generation,DPG)接入三相四线制低压配电网的运行经济性,文章以三相不平衡线损为研究目标,首先建立了适用于低压配电网平衡态和不平衡态的线损计算模型;通过引入DPG接入模式、位置及容量3种要素,建立DPG不同接入模式下的线损变化量模型;以此为基础,提出一种考虑DPG接入模式的有源低压配电网的三相不平衡线损计算方法。在进行计算时,所提方法既可利用实时电流数据,也可利用易采集到的有功电量数据进行计算。最后,以低压配电网的典型参数为例验证了该方法的准确性与可行性,说明此方法可为DPG单相、三相接入低压配电网的线损计算提供参考依据。     

考虑光伏发电和储能系统调压能力的配电网储能容量优化配置

接入中低压配电网的高渗透分布式光伏发电易引起双向潮流现象,而现有无功补偿技术无法解决由此引起的配电网电压大范围波动问题。为此考虑到分布式光伏发电和储能系统的无功调节能力,研究通过协调控制储能系统和光伏发电输出的无功功率或有功功率实现配电网电压越限调节的方法,提出一种以配电网电压越限调节为目标的二层储能系统优化配置模型。内层优化模型以协调分布式光伏发电和储能系统的输出功率为前提,旨在消除电压越限;外层优化模型以全年电压越限分布最优为前提,旨在实现储能容量的最小化配置。利用差分进化算法对二层优化模型进行求解,并以IEEE33节点配电网为算例进行仿真。仿真结果验证了所提优化配置方法在改善配电网电压分布状况方面的效果。     

计及光伏电源群相关性的低压配电网电压风险评估

光伏电源接入低压配电网会对其电压带来风险,且多个光伏之间存在的相关性对配网的影响不可忽视.为此,首先分析了低压三相配电网的电流注入法潮流计算模型,其次建模研究了光伏和负荷的随机特性以及光伏的相关性,接着对光伏出力随机变量进行解耦,得到由独立标准正态分布生成相关光伏出力分布的方法.然后提出了电压幅值和三相电压不平衡的风险...     

多电压等级不平衡主动配电网电压无功自适应多目标协调优化

高间歇性DG持续大量接入给传统配电网电压无功控制带来严峻挑战。利用新兴DG与传统设备(如电容器、OLTC等)进行电压无功协调控制显得尤为重要。然而,现有协调控制研究多采用负荷与出力的日前预测,并基于平衡网络模型和单一电压等级假设,导致其控制结果不合理或不可行。为应对上述技术挑战,基于主动配电网双向信息通信并采用自适应动态权重策略,提出一种含中压(三相三线)和低压(三相四线)的多电压等级不平衡主动配电网电压无功自适应协调优化控制策略。通过中压侧传统三角形开关电容器与低压侧新兴分布式光伏逆变器的协调控制,实现网损、电压幅值、不平衡度、电容器动作成本及光伏逆变器出力成本的综合运行优化。为有效求解上述配网最优潮流问题,采用改进直接法潮流和粒子群算法进行联合求解。最后,基于某澳大利亚真实配电网开展24 h多场景仿真,以验证所提电压无功控制的可行性、有效性及优越性。     

低压配电网高比例户用光伏消纳技术研究综述

为了适应能源转型需求和缓解环境危机,实现光伏资源分散开发及就地利用,低压配电网中高比例户用光伏发电的消纳技术正在成为研究趋势和应用方向。高比例户用光伏并网导致低压配电网运行风险和管控难度增大。文章分析了户用光伏并网对低压配电网带来的影响;对低压配电网中主要电压控制设备的调节特性进行了梳理;在此基础上,综述了基于电压控制、谐波抑制和三相不平衡控制的低压配电网光伏消纳技术;总结了当前研究存在的不足,并展望了高比例户用光伏发电消纳技术的发展趋势。     

高光伏渗透率下中低压配电网集中-就地控制策略

光伏发电系统在中低压配电网中的高渗透率带来反向潮流与电压升高等挑战。传统的集中控制策略难以快速响应,就地控制难以实现全网协调。针对上述问题,提出一种中低压配电网集中-就地控制策略。集中控制以网损与电压偏移为目标实现长时间尺度的全局优化。就地控制以变斜率的Q-V控制方式,利用电压灵敏度确定控制参数实现短时间尺度网损优化,解决短时间内功率变化引起的低压配电网电压越限问题。仿真结果表明该控制策略能有效改善电压、降低网损。     

考虑光伏选相投切的低压配电网三相平衡优化

单相光伏电源的接入通常会引起低压配电网(LVDN)的三相不平衡度增大.针对当前负荷换相困难以及光伏协调控制在三相四线制LVDN中的适用性问题,提出了 LVDN三相平衡优化模型.基于三相四线制系统的节点导纳矩阵,以注入电流不平衡量建立LVDN的潮流方程,以三相不平衡度最小为目标,建立考虑光伏选相投切、光伏逆变器无功调节和...     

低压配电网三相不平衡运行的影响及治理措施

我国低压配电系统大都采用三相四线制Y/Yno(Y/Y)接线方式,由于单相负载的不均衡性等原因,造成配电变压器处于三相不平衡运行状态.从电能质量的角度分析不平衡运行所造成的三相电压不平衡及其危害,详细分析和推导三相不平衡所带来的配变损耗和线路损耗,并针对低压配网的三相不平衡问题提出了管理和技术上的治理措施.     

挖掘光伏无功能力的配电网无功电压协调控制策略

在高渗透光伏接入多电压等级配电网中,针对低压分布式光伏无功能力没有被充分利用和高/中/低压配电网无功电压未整体协调优化的问题,提出了一种充分挖掘光伏无功能力的多电压层级配电网无功电压协调控制策略。在低压配电网中,对于暂不具备通信网络,无法实现统一调度的光伏逆变器,采用3种就地自主电压控制模式进行实时无功电压控制;在多电压层级配电网无功电压协调控制模型中,考虑包括具备通信网络的光伏逆变器在内的各种无功源,建立电压分区和主导节点选择模型,设计上层全局优化和下层分区优化的双层协调控制策略,该策略充分挖掘了光伏无功对配电网电压的调节能力,实现对整个配电网的无功电压精准控制。将所提策略应用于江苏某220 kV主变区域实际系统,验证了其无功电压控制和消纳光伏发电的优势。     

面向不对称察觉的低压配电网分相接线图自动成图

态势可视化是低压配电网现代化监管关键技术之一,为此提出配电变压器为中心低压配电网(TCDN)概念作为研究及工程应用的对象和目标。清晰美观的接线图自动生成是TCDN态势可视化的前提,接线不对称性和负荷不对称性是低压配电网的关键特点,因此提出2类适合态势感知的分相接线图布局设计。提出了TCDN分相接线图自动生成原理,基于该原理的接线图,既能确保三相四线主干线和三相用户的接线对称性,也能清晰识别出单相双线用户导致的接线不对称性。对于提出的虚拟全单相接线图形,基于其单线束扇形图形设计参数和排列顺序,提出了单线束初始布局以及缩放和旋转参数计算方法以生成初始图形,再进行基于力导的美化计算以得到较为美观的图形。基于提出的原理,得到的虚拟全单相接线图形可以分解组装得到分相接线图。案例验证了该方法的快速性和有效性,其电压态势时序图片可以很好地察觉含单相户用光伏、单相及三相负荷变化下的低压配电网动态运行特性。     

低压微网中基于单相电压独立控制的下垂控制

三相四线制低压微网中,由于接入大量单相负荷,常引起三相不平衡情况。而传统控制方法在三相不平衡情况下不能有效控制低压微网在孤岛运行时的电压和频率稳定。针对三相四线制低压微网特点,设计了单相电压独立控制的下垂控制方法。论文首先在考虑低压微网的阻抗特性主要呈阻性的情况下,采用了改进的下垂控制方法,并设计了单相电压独立控制,使控制系统能够运行在三相不平衡负荷下;然后设计两级控制对低压微网孤岛运行时的频率和电压进行控制,并对误差量进行修正;最后根据设计的控制策略进行系统仿真分析验证方法有效性。在PSCAD平台上通过对搭建的小型低压微网算例仿真,验证了基于改进下垂控制的单相独立控制方法的有效性以及能够实现低压微网孤岛运行时电压频率稳定的要求,所设计的方法能够达到在三相不平衡情况下的控制目标。     

考虑变流器四象限运行的不平衡配电网DESS两阶段优化配置

分布式储能(distributed energy storage system, DESS)可通过功率四象限运行以高效服务于配电网电压管理。现有以改善电压质量为导向的DESS优化配置研究缺乏对储能功率四象限运行和配网三相不平衡状态的全面考虑。为此,提出一种适用于不平衡配电网的功率四象限DESS两阶段优化配置方法。在选址阶段,基于三相牛顿-拉夫逊潮流算法提出全维电压灵敏度分析方法,从提升系统电压质量的角度深入探究DESS的最优选址。在定容阶段,考虑系统运行经济效益,以年均投运成本最低和节点电压偏差最小为优化目标建立了DESS经济运行模型,通过粒子群-灰狼优化算法进行求解。以改进IEEE33节点三相配电网为例开展算例分析,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

集中光伏电源接入对低压配电网电压的影响

以分布式光伏电源（PV）接入低压配电网后对线路电压产生影响为研究对象,理论分析PV接入配电网的电压损耗模型,提出一种功率分布函数法,并应用于电压损耗建模中。根据电压损耗模型,通过算例研究PV在不同接线方式、系统不同负荷运行方式下对低压配电网电压的影响,结果表明低压母线最大负荷运行方式电压损耗情况优于最小运行方式,PV专线接入配电网方式的电压损耗情况优于T接入接线方式,光伏有功功率接线位置距离台区母线越远,电压损耗问题越明显,这些为光伏电源接入配电网后的有效利用提供参考。     

源网荷储互动的直流配电网优化调度

针对直流配电网内源荷的强随机性、波动性使得优化调度问题愈发复杂化,结合直流配电网低压网架灵活互联、可控的结构特点,深入分析可互动源荷特性基础上,提出源网荷储互动的直流配电网多目标优化调度方法。该方法通过提出源网荷储互动优化概念,综合考虑可互动负荷、储能及换流器的协同优化对系统运行成本和潮流分布的影响,建立了含光伏的多电压等级直流配电网多目标优化调度模型,使发电侧、用电侧和网侧均能参与直流配电网优化调度。仿真算例表明:源网荷储互动模型能大幅降低系统运行成本、网损率及电压偏差,有效提高光伏消纳水平,实现直流配电网安全可靠运行。