分布式电源接入配电网的双层协调电压控制策略研究

分布式电源接入配网侧引起节点电压分布变化,并使配电网由单电源供电向多端供电转变,传统电压调节的效果受到影响。分析变压器有载调压(OLTC)和储能系统的调压原理,在这两种调压方式的基础上,设计一种适用于分布式电源接入后配电网调压的双层协调控制方法,通过对原有设备的改造与对分布式电源的充分利用,满足配电网电压控制目标,且具有削峰填谷、降低损耗的优点,并能有效延长调压器分接头与储能蓄电池组的设备寿命周期。在DIgSILENT PowerFactory中仿真验证所提方法的有效性。     

光伏接入条件下影响OLTC“负调压效应”临界点因素的研究

光伏发电并网规模增加,其出力不确定性容易引起电网电压的波动,有载调压变压器（OLTC）成为其主要的调压手段。而OLTC变比的调整容易对电力系统电压稳定运行造成影响,且主要影响其稳定的成因在于OLTC“负调压效应”临界点位置的变化。因此本文作者研究了光伏接入条件下,影响OLTC“负调压效应”临界点的因素。结果表明系统输出端电压、有载调压变压器负荷侧功率因数、以及光伏发电功率因数变化与有载调压变压器“负调压效应”临界点的位置直接相关,并在IEEE 14节点系统进行了验证分析。     

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。     

一种分区协调控制的有源配电网调压方法

分布式电源(distributed generation,DG)就地接入配电网改变了辐射状的配网结构,进而对依靠变电站有载调压器(on-load tap changer,OLTC)和就地无功补偿的传统调压方法产生影响。尽管DG具备一定的电压调节作用,但是DG接入位置不同时对配电网产生的电压支撑作用不同,且多个DG接入后,调节各DG的无功出力以及有载调压器分接头的动作顺序也直接影响到调压的效果。对此,该文提出一种基于分区控制的有源配电网调压新方法。首先,在分析含DG的两节点系统电压方程的基础上,定义节点的位置指数,并据此确定高峰负荷时DG的最佳接入位置;其次,通过分析DG接入后的各节点的电压敏感度,进而划分出DG和OLTC的本地调压域,提出各DG和OLTC的协调配合调压策略;最后,采用分层分区的调压方法对IEEE 33节点配网模型进行DG接入位置和个数的确定、调压域的划分以及相关仿真验证,结果表明,文中方法能够更加灵活有效地调节电压,提高能源利用率,减少调压装置的动作次数。     

光伏高渗透配电网分层调压控制策略

光伏(photovoltaic, PV)的接入改变了配电网的结构，给传统的调压方式带来了很大影响。为此提出PV高渗透配电网分层调压控制策略，该策略利用有载调压变压器(on-load tap changer, OLTC)与逆变器对网络电压进行分层调节，实现了时间和空间上的解耦。在日前进行集中控制，采用基于OLTC的最优分接头控制(optimal tap control, OTC)方法，在控制周期内进行时段划分，降低分接头动作频率；在实时进行本地控制，利用逆变器剩余的无功调节能力来修正日前预测造成的误差。以IEEE33节点系统为例进行了仿真，结果表明，所提策略可保证电压不越限的同时有效地提升PV的渗透率。     

考虑主动管理的分布式光伏发电消纳能力研究

随着分布式光伏接入配电网逐渐增多,其消纳能力越来越受到人们关注。文章对考虑主动管理的分布式光伏消纳能力进行了研究,提出了主动配电网中分布式光伏发电最大消纳量的计算方法。在分析分布式光伏发电和负荷的时序特性的基础上,提出了综合考虑混沌思想和自适应度调整的改进粒子群算法,研究了削减分布式电源出力、调节有载调压变压器抽头、无功补偿等主动管理措施对分布式光伏最大消纳量的影响。IEEE 33节点配网系统验证了所提模型的合理性和算法的有效性,3种主动管理措施能有效提高分布式光伏的最大消纳量。     

500kV主变压器有载调压的效应指标及相关调控策略研究

变压器有载调压是维持电力系统静态电压稳定的控制手段之一,但500 kV主变压器有载调压对下层电网的影响可能造成系统电压失稳。研究有载调压时变压器档位调节对于电网无功电压和潮流分布的影响,提出变压器一档调节电压和无功效应指标以便定量衡量电网电压和无功变化。结果表明,对于分布式电源较多的地区,不宜单独进行500 kV主变压器有载调压;对于纯负荷片区或多数上网电厂为定无功运行方式的,可以考虑有载调压。     

规模化光伏并网后配电网电压控制策略决策

随着配电网中接入大规模分布式光伏电源,光伏的电压控制策略得到了学者们的日益关注。文中提出了三种电压控制策略,他们分别是集中式、分散式和多时间尺度的电压控制。集中电压控制调节的特点是集中调节并网电容器组、有载调压变压器分接开关和分布式光伏,这么做的好处是优化整个网络的电压控制。分散式的电压控制的特点是根据局部可用信息,通过监测点电压独立控制来改善电网的运行。基于多时间尺度的电压控制的特点,是由两部分组成的,分别是短时间尺度的配电网的实时控制和长时间尺度的配电网的优化。通过吉林电网白城市的算例,比较三种电压控制策略的优缺点,并确定三种方案的应用场景,为配网规划人员的决策提供有效依据。     

分布式光伏电源对配电网电压的影响与改善

首先分析分布式光伏电源接入配电网的控制原理,建立了分布式光伏电源接入配电网的仿真模型,从理论上分析了影响光伏出力的因素:太阳辐照度、温度,得出太阳辐照度是影响光伏出力的主要因素.基于实际太阳辐照度的变化情况,仿真研究1天中光伏出力随辐照度变化对电压的影响,并提出采用分布式光伏电源与静止型无功补偿装置复合调节来改善电压质...     

基于风电变模式运行与OLTC协调的配电网电压控制策略

有分散式风电接入的配电网易出现电压越限。提出了一种提高风电机组无功调节能力与采用有载调压变压器(OLTC)进行电压调整的协调控制策略。首先,介绍了协调控制策略的整体方案,当配电网电压发生越限时,先借助风电机组最大风能追踪(MPPT)控制下无功输出进行快速调压;当无功出力达到极限时,暂时牺牲最大风能追踪,采用增大机组无功出力的无功最大化控制策略;若电压仍未恢复,则通过OLTC调整分接头调压。然后,给出了分散式风电机组的无功电压控制策略;最后,PSCAD仿真结果表明该协调控制策略较好地发挥了分散式风电机组与OLTC协调控制的优势,增强了配电网电压调节能力。     

计及负荷特性的配电网多时间尺度电压控制及协调修正

针对第三方光伏电源大量并入配电网的市场背景,提出了一种计及负荷特性及光伏无功成本的配电网电压协调控制方法。该方法分为日前优化和实时优化两个阶段。日前优化以网损及有载调压变压器和并联电容器组动作成本最优为目标,优化产生未来24h有载调压变压器分接头和并联电容器组动作方案;日内优化中建立了光伏电源无功输出成本模型,以网损和光伏无功成本最优为目标,通过优化光伏无功输出消除预测误差产生的影响,并增加了对日前优化的校正环节。同时,为了能在工业负荷和商业负荷占比较高的地区达到更好的优化效果,在无功优化中考虑了负荷静态电压特性,建立了考虑负荷特性的潮流计算模型,改善了优化效果。通过实例仿真表明,所提出的协调控制方法能够很好地消除预测误差对实时运行的影响,平抑电压波动,减少控制成本。     

有载分接开关中电力电子技术应用综述

电力系统中各环节运行状态动态变化会引起电压波动,动态调压设备在电力系统中广泛应用。有载分接开关(OLTC)和多抽头变压器的组合是目前常用的电源侧调压手段,亦成为供配电网络低电压治理的主要方式。针对常规机械式OLTC的各种不足,如何将电力电子应用技术与OLTC结合受到关注,主要包括机电混合式和全电子式两类,本文对其拓扑结构和工作机理进行了分析,总结两种结构的消弧性能和操作性能,阐明了OLTC中电力电子技术应用研究的趋势及关键问题,为深入开展有载分接开关中电力电子技术的应用提供参考,同时,也为低压配电网适应电力系统的多元化发展提供最佳解决方案。     

有载调压变压器影响电压稳定性的仿真研究

利用中长期电压稳定时域仿真程序,计算分析有载调压变压器分接头调整对电力系统电压稳定性的影响。研究了有载调压变压器分接头的调节作用对变压器一、二次侧电压的影响与恒阻抗负荷、恒电流负荷、恒功率负荷以及电动机负荷等不同的负荷类型的关系。对于恒阻抗和恒电流型负荷,在变比上调恢复副边电压的情况下,负荷功率恢复,又使原边电压下降,可使系统功率失去平衡;而对于恒功率负荷和电动机负荷,OLTC的变化不会引起负荷功率的恢复,OLTC的变化对系统电压稳定有利;同时研究了对于一般电压敏感和具有动态恢复特性的负荷,反调分接头对电压稳定性的影响。最后提出了分接头调节的策略。     

电力系统电压稳定性的平衡点分析方法

有载分接开关(OLTC)的调节特性和负荷特性对电力系统电压稳定性具有极大的影响。OLTC的负调压作用可能在负荷失稳之前发生,也可能在负荷失稳之后发生。文章通过分析系统平衡点研究了OLTC和负荷对电力系统电压稳定性的影响,指出电压失稳模式与系统不稳定平衡点的模式有关,因此,可以根据系统不稳定平衡点的不稳定流形判断系统电压的失稳模式。最后以一个简单电力系统为例,分析了系统参数变化对电压稳定性的影响。     

有载调压变压器对电力系统电压稳定的影响分析

为研究含有载调压变压器电力系统的电压稳定问题,文章基于分岔理论分析了含有载调压变压器单机无穷大系统负荷变化对电压稳定的影响,讨论了有载调压变压器在维持系统电压稳定中的作用及其调压策略中闭锁、延时以及等值电抗对系统电压稳定的影响。结果表明:在系统接近电压崩溃极限时,闭锁有载调压变压器分接头能使负荷节点电压维持在较低水平,有助于避免系统电压崩溃;较短的延时虽不能避免电压崩溃的发生,但有效延缓了电压崩溃的发生速度;较小的等值电抗会使系统电压受到较为明显的干扰。     

变压器有载调压对电压稳定性影响的仿真研究

利用中长期电压稳定时域仿真程序,计算分析变压器有载调压分接头调整(OLTC)对电力系统电压稳定性的影响。研究了有载调压变压器分接头的调节作用对变压器一、二次侧电压的影响与恒阻抗负荷、恒电流负荷、恒功率负荷以及电动机负荷等不同的负荷类型的关系和负荷快速增长可能引起电压崩溃的情况,提出了分接头闭锁与不闭锁的策略。     

变电站主变压器档位设置预优化方法

基于不同变压器调档所引起的电压无功变化在稳态电网中具有近似线性叠加性质,提出一种简单实用的变压器调档策略,以满足电网的无功电压调控需求。在当前潮流下计算变压器抽头变动一档引起全网节点的电压和无功变化级差（步长）,定义为一档电压效应和一档无功效应,以抽头变化量（步数）及无功改变量之和的最小值作为目标函数,以全网节点达到目标控制电压范围内作为约束条件,对变压器档位进行组合优化计算,得到优化调档策略,可作为全局优化的预优化计算或变电站档位规划。某实际电网的计算表明此方法简便实用。     

基于线性化潮流模型的配电网电压无功控制策略

针对现有基于二阶锥松弛的电压无功控制模型无法以电压波动为目标且求解速度较慢等问题,文中提出了一种基于线性化潮流模型的配电网电压无功控制策略。首先基于支路潮流方程建立了包含有载调压分接头、电容器组和光伏逆变器等调控手段的电压无功控制模型,并将其离散变量松弛为连续变量,以形成二阶锥规划。进一步以二阶锥规划所得结果为基准点构造线性化潮流模型,并以电压波动最小为目标,将连续变量还原为离散变量。最后基于改进的IEEE-33节点测试系统进行了仿真,仿真结果表明所提出的线性化潮流模型具有较高的精度和更快的求解速度,能够适用于配电网实时电压无功控制。     

基于MPC的主动配电网多级电压控制

随着光伏高渗透率接入不同电压等级配电网,各电压等级配电网之间相互影响更加复杂,实现运行控制策略的经济性和安全性是一个极大的挑战。文中以中压配电网为控制对象,计及不同电压等级配电网间的交互影响,提出了基于模型预测控制(MPC)的主动配电网多级电压控制方法。中高压配电网控制中,考虑高压配电网所控制的有载调压变压器(OLTC)/并联电容器组(CB)的未来时刻动作计划,建立中高压关联模型,协调控制中压配电网连续型设备与高压配电网离散型设备;中低压配电网控制中,计及中低压配电网间的不确定性交换功率及其相互影响,构建中低压关联模型,实现中压配电网对低压配电网的支撑。最后,在Matlab中进行仿真分析,验证所提多级电压控制的可行性和有效性。     

计及感应电动机励磁电抗的有载调压效应

计及感应电动机的励磁电抗,导出了负荷最大功率的表达式,在有载调压变压器(OLTC)变比的正常调节范围内得到了负荷最大功率的不同变化趋势。通过分析不同趋势下OLTC变比调整对两个临界点(正负调压效应的临界点和电压稳定状态改变的临界点)相对位置的影响,解释了OLTC负调压效应引起电压失稳的机理,并指出了负调压效应对电压稳定性影响不确定性的根本原因。针对空调负荷增长引起的电压失稳问题,给出了相应的OLTC紧急控制原则。