考虑光伏电源可靠性的配电网无功电压调控策略

光伏电源主动参与配电网无功调控会增大光伏逆变器输出电流,导致绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)最大结温升高、结温波动加剧,严重影响光伏电源的可靠运行。为了实现光伏电源无功主动支撑,同时保证光伏电源可靠运行,提出考虑光伏电源可靠性的配电网无功电压调控策略,采用基于任务剖面的IGBT可靠性评估方法,实现光伏逆变器中IGBT可靠性的量化评估;考虑分布式光伏电源无功支撑能力,建立基于IGBT最大结温、配电网网损、光伏有功削减的有源配电网多目标无功优化模型,通过线性化与二阶锥松弛将非线性非凸模型转化为二阶锥规划模型,实现模型快速求解;利用IEEE 33节点典型配电系统与实际配电系统验证了所提策略在提升光伏电源最小寿命、平均寿命、可靠性等方面的有效性。     

基于关联分析的光伏电站无功控制能力评估

在光伏发电蓬勃发展的背景下,光伏电站参与电网无功/电压控制的需求也日趋强烈,有效评估光伏电站的无功控制能力具有重要的理论和现实意义。然而,光伏电站无功控制能力评估研究仍在起步阶段且难度较大,需从评估指标体系构建、指标权重赋值、综合关联评估多个方面进行深入探索。鉴于此,提出了一种基于动态时间弯曲关联分析的光伏电站无功控制能力评估方法,解决综合评估指标体系建立及层次分析赋值问题的同时,将无功控制能力指标评估问题转化为空间上的模式距离关联匹配问题,采用动态时间弯曲法实现不同序列间的关联分析,计算标准、参考及待评估指标序列的关联匹配系数,进而确定无功控制能力等级,实现综合分级评估。并开展典型系统评估应用,验证所提评估方法的适应性及有效性。     

基于改进模块度函数分区的光伏地区电压协调控制研究

随着分布式光伏电站的大规模应用,光伏引入带来的一系列问题日益凸显,为满足光伏接入地区并网电压稳定的需求,提出了一种计及光伏电站无功出力的电压控制策略.考虑了接入系统对电压的影响和光伏电站的输出功率特性,提出了补偿点对系统电压支撑能力的指标,对补偿点的电压支撑能力进行评估.利用改进的灵敏度Ｇ模块度函数进行分区,同时按照电压支撑能力强弱的顺序,对区内电压进行无功补偿.该方法不仅充分利用光伏接入系统中每台设备的无功调节能力,还避免了各装置间的频繁动作,减少了不必要的设备损耗.仿真结果验证了所提策略的有效性。     

光伏发电系统无功支撑能力评估分析

为了改善光伏发电系统对于电网电压的影响,光伏发电系统利用并网逆变器的无功调节能力,通过各种无功控制策略为电网提供无功支撑。为了考察目前提出的各种光伏发电系统无功控制策略的无功支撑能力,以光伏发电系统作为研究对象,对光伏逆变器无功输出能力进行分析。搭建光伏发电系统接入配电网模型,在此基础上利用MATLAB/Simulink仿真软件对各种无功控制方法进行仿真分析,根据仿真结果评估各种光伏发电系统无功控制策略的无功支撑能力,并对光伏发电系统无功控制提出改善意见。     

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。     

计及光伏的配电网多级无功联动协调优化

考虑到主动配电网具有多级管控的特点,建立了主动配电网综合无功多级优化模型。考虑到分布式光伏波动性对电网无功的冲击和本身具备的无功调节能力,建立计及光伏的配电网四级无功调节策略。一方面充分利用传统电容器无功补偿方式的补偿能力,一方面充分考虑光伏电站的无功和有功调节能力,建立综合考虑电网运行质量和DG运行情况的四级调压无功优化模型。基于改进的IEEE33节点算例进行了仿真,仿真结果表明：所提出的模型和策略充分利用了主动配电网内分散的调压资源,有效减少了电容器补偿装置动作次数,并改善了配电网电压水平。     

并网型光伏电站无功电压控制

为解决大规模光伏电站接入电网引起的并网点电压越限问题,增大光伏在电网中的渗透率,光伏电站应具备较灵活的无功调压能力向电网提供无功支撑。为此,本文建立大规模光伏电站等效聚合模型,在光伏电站未配置无功补偿装置且逆变器无功输出为零的前提下,分析由于线路及变压器阻抗的存在,光伏接入降低电网电压稳定性的问题。基于上述原因,本文从无功补偿装置与并网逆变器相互配合的角度,提出一种光伏电站三层无功功率控制策略。该策略协调无功补偿装置与光伏发电单元之间及单个光伏发电单元逆变器之间的无功输出。在该控制策略下,光伏电站能更有效地调节电网电压,在维持电网电压在要求范围的前提下,电网有功、无功损耗最小。结合光伏阵列降功率运行策略,在光伏电站无功输出能力一定的前提下,确保电网的稳定运行。最后,通过算例验证该策略的正确性和有效性。     

基于光伏系统低电压穿越的无功控制策略

分析了光伏逆变器的结构和功率控制方式。计算了光伏逆变器的无功功率极限。提出了一种基于光伏逆变器低电压穿越(LVRT)能力的无功控制策略。通过DIgSILENT PowerFactory仿真结果表明,采用该控制策略的光伏电站,可以在电网故障时不脱网并发送无功,支撑并网点电压,维持局部电网电压稳定。     

考虑风电功率预测的分散式风电场无功控制策略

分散式风电接网模式可以解决集中式并网限电等问题,但对配电网传统运行模式带来挑战。为解决其经济稳定运行难题,提出了一种包含无功预测、无功整定、无功分配的三层新型分散式风电场无功协调控制策略。其中,无功预测层利用物理和统计方法组合预测单台机组未来无功输出能力;无功整定层针对有无无功补偿设备,提出风电机组基于电网无功缺额降出力的自身补偿和多时间尺度协调离散补偿设备、静止无功发生器(SVG)与风电机组共同补偿配电网无功需求方法;无功分配层基于风电功率预测无功功率信息,考虑风速波动性,按照优先级动态筛选风电机组,调节其输出功率以跟踪无功补偿指令。工程算例证明了所提策略可以有效提高电压支撑能力,减小风电场损耗。     

基于模型预测控制的光热-光伏系统多时间尺度无功优化控制策略研究

针对光热-光伏系统无功控制问题,提出一种基于模型预测控制MPC(Model Predictive Control)的多时间尺度无功优化控制策略。在日前优化同步发电机与光伏逆变器无功出力的基础上,日内采用基于MPC的滚动优化及反馈校正控制思路,利用动态无功补偿设备控制母线电压。通过基于灵敏度的电压预测模型,预测未来多个时刻电压运行状态。在此基础上,以未来多个时刻预测电压控制偏差最小为优化目标,建立日内滚动优化模型,得到动态无功补偿设备的无功控制计划,并通过电压控制偏差反馈校正,完成日内无功电压的模型预测控制。以中国敦煌地区光热电站与光伏电站所组成联合发电系统为仿真算例,通过与传统多时间尺度无功优化控制策略对比,验证该控制策略在提高系统汇集母线电压和光热、光伏电站PCC母线电压的稳定性的可行性与有效性。     

基于组播的功率调节系统在光伏电站的应用

针对大容量光伏电站中逆变器数量较多时采用点对点的功率调节方式致使调节速度慢、调节时间长的问题,提出了一种基于组播的功率调节系统。通过UDP组播一次性对全站逆变器下发遥调指令,以提高整个电站的调节速度。详细介绍了功率调节控制系统的结构、控制模式及控制策略。在进行电压无功控制时充分利用逆变器的无功容量替代SVG的功能,大大节约大型光伏电站的成本。该系统已在甘肃金昌振新100 MWp光伏电站中成功应用,算例验证了所述方法的有效性。     

考虑光伏集群无功贡献的配电网无功电压优化调节方法

为协调运用配电网各类调压资源,实现经济、灵活的电压控制,整合中高压配电网各类无功治理设备,提出考虑低压光伏无功集群贡献的配电网电压无功控制资源协调运行优化方法。针对配电网低压侧分布式小容量离线运行光伏电源,设计了3种光伏集群无功运行模式,使其按模式预设在线自律运行。提出低压光伏集群无功管控策略,建立配电网电压无功控制资源协调优化模型。采用最优分割联合优化方法对变压器分接头及电容器组的切换时间及切换状态进行优化,在此基础上得出光伏集群无功运行模式及其他治理设备无功输出优化结果。采用前推回代潮流计算嵌套粒子群优化的算法进行求解。仿真算例证明了所提方法的合理性及有效性。     

基于新型统一电能质量控制器的光伏电站故障穿越技术

近年来,光伏电站低电压穿越技术得到了快速发展,但受限于光伏并网系统电压检测速度影响,光伏电站故障穿越的快速性等问题亟需解决。文中提出一种适用于光伏电站故障穿越的的新型统一电能质量控制器(UPQC)接入结构及控制方法。该型UPQC能够在高电压故障时,通过补偿使光伏电站出口电压稳定在额定值,系统具备高电压穿越的能力,并兼有谐波补偿功能,有助于光伏电站快速响应电网电压波动情况,提升光伏电站故障穿越能力。UPQC可以配合光伏电站在低电压故障时输出无功功率,帮助光伏电站在指定的时间内发出电网需要的无功功率,并且能够在高电压故障时吸收电网无功功率,加速电网电压恢复过程,综合提升光伏电站穿越能力。最后,文中给出100 MW光伏电站运行仿真结果,验证了所提电力电子补偿系统的有效性和可行性。     

基于连续潮流的配电网供电能力评估

随着非全相运行的分布式电源大量接入配电网,配电网固有的三相不平衡特征更加突出,传统配电网供电能力评估因忽略配电网三相不平衡特征导致结果不准确。为了准确分析三相不平衡特征对配电网最大供电能力评估的影响,建立了以配电网供电负荷参数最大为目标函数,考虑了支路热约束和节点电压等状态变量和分布式电源的有功和无功功率等控制变量的含分布式电源三相不平衡配电网供电能力评估模型。选择电压跌落情况最严重的相作为连续参数,确保预测-校正过程的的连续潮流法求解的结果更加精确。最后,采用拓展的IEEE33节点配电系统进行仿真验证,表明文中所提的模型和求解方法是有效的。     

基于Attention-LSTM的光伏超短期功率预测模型

超短期光伏发电功率预测有利于电网的调度管理,提高电力系统运行效率及经济性.针对传统长短时记忆(LSTM)神经网络在处理长序列输入时易忽略重要时序信息的缺陷,文章提出了一种结合注意力机制(Attention)与LSTM网络的功率预测模型.采用皮尔森相关系数法(Pearson)分析了实验的历史数据集,剔除无关变量,对数据集进行了降维处理,简化了预测模型结构.在此基础上将Attention机制与LSTM网络相结合作为预测模型.At-tention机制通过对LSTM的输入特征赋予了不同的权重,使得预测模型对长时间序列输入的处理更为有效.以某地光伏电站实测数据对文中所提模型进行训练和对比验证,所提出的预测模型能够更充分地利用历史数据,对长时间输入序列中的关键信息部分更为敏感,预测精度更高.     

考虑空间相关性的分布式光伏发电出力预测及误差评价指标研究

对于待预测的分布式光伏电站,基于已提出的大规模区域光伏分群方法,提出了筛选良好空间相关性光伏电站群的光伏发电出力预测方法。首先,对待预测电站的出力数据进行了天气类型划分;其次,选择与待预测电站具有相关关系的光伏电站作为相关性从站,并采取ARIMA模型识别待预测电站与从站之间的时间、空间关系,继而对待预测电站的出力进行预测;然后,通过多种预测误差指标对比,提出了更符合光伏预测的误差评价指标,即引用误差,以突显高功率输出的预测精度;最后,通过典型电站以及整个区域里所有分布式光伏用户的滚动预测和误差分析,证明了所提方法的普遍适用性。     

基于天气融合和LSTM网络的分布式光伏短期功率预测方法

分布式光伏发电功率高精度预测对配电网安全稳定运行有重要意义。针对分布式光伏发电设备的功率预测问题,基于天气信息和深度学习方法提出了一种分布式光伏短期功率预测方法。首先将天气进行分类融合,实现训练集的全面覆盖;然后基于长短期记忆网络（long short-term memory,LSTM）深度学习方法构建分布式光伏短期功率预测模型;最后实现分布式光伏功率预测。     

集成可再生能源发电的配电网无功优化模型

可再生能源规模化接入配电网已经成为共识。针对大量可再生电源以及电力电子器件所导致的配电网无功波动、网损增加以及电压波动等系列问题,提出了一种基于改进自适应粒子群算法的集成可再生能源的配电网无功优化方法。通过对风机以及光伏系统出力进行建模,获得其出力预测数据;建立含有电压越限罚函数的集成可再生能源的配电网无功优化模型;引入了电压稳定指标的概念,对配电网各个时段的电压状况进行评价;并通过改进的自适应粒子群优化算法进行模型求解;利用改进的IEEE-33节点系统进行了仿真验证。仿真结果表明文中提出的模型能够有效地降低网损,减少电压波动,保证电网的稳定运行,可以为后续的无功优化提供参考与借鉴。     

含光伏发电的配电网动态无功优化研究

近些年光伏发电在配电网中得到大量的应用,但由于其出力带有一定的随机性,使得潮流优化结果不准确。为了能够在负荷变化的同时准确地优化含光伏发电的配电网潮流以降低网损,文中将一天内的光伏出力和负荷的变化分成24段,利用遗传算法将各时段进行静态潮流计算,利用动态规划法具有解决时间序列优化问题能力的特点,以各时段的网损值之和最小为目标函数,建立设备的动作时间表。为了避免运算复杂,简化运算的步骤,忽略无效的搜索路径同时也保证了电压稳定性。该方法的模型简单有效,且保证了电容器组的动作次数在约束限制下降低网损,减少电容器的损耗。通过算例结果表明该运算方法可行有效,可达到预期目标。