面向用户侧分布式光伏资源集群开发的博弈策略

当前,用户侧分布式光伏呈现出分散建设与无序接入的低端量化扩张态势,难以满足电网低碳转型下分布式光伏发电规模化深度开发与可持续发展需求。文中探索分布式光伏集群一体化开发与运营模式,提出集群开发用户侧分布式光伏资源博弈策略。首先,构建以集群运营商为主体的分布式光伏集群开发与运营模式;其次,针对用户自建光伏或出租场地两种开发模式,提出用户光伏开发行为预测方法;然后,揭示集群运营商与用户在光伏开发资源分配上的博弈关系,构建分布式光伏资源主从博弈双层优化模型。最后,仿真结果验证了所提方法对于引导用户侧分布式光伏有序理性开发与合理高效配置的有效性。     

光伏直流变压器不闭锁零电压穿越策略

针对中压直流系统双极故障下光伏直流变压器的低电压穿越问题,首先基于双有源桥和全桥隔离电路的子模块拓扑结构,分析光伏直流变压器正常运行时最大功率点追踪控制的快速实现方案。然后利用光伏电池板输出特性,提出光伏直流变压器不闭锁穿越策略,该策略对故障时长不敏感,可实现严重故障下的零电压穿越。进一步,针对故障穿越暂态过程中的过电压及子模块不均压问题,提出多控制策略间的平滑切换方案,有效降低暂态过程中的过电压现象,改善子模块间的均压效果。最后在MATLAB/Simulink环境中搭建仿真模型,验证所提策略的有效性。     

基于SOP有功-无功协同的低压配电网末端电压越限治理

分布式电源具有出力波动性,且接入位置分布不均,其高比例、规模化接入低压配电网将引发线路末端电压越限问题,如何充分利用配电一次设备对配电网的调节能力实现快速灵活调压是提升配电网对分布式电源消纳能力的关键。文中基于智能软开关(SOP)构建了柔性互联配电网,并提出一种基于SOP有功-无功协同的调压方案,相比于现有的储能系统有功调压和设备无功调压方案,在同等装置容量下具备最佳的电压调节性能,可大幅提升配电网对分布式电源的消纳能力。由于SOP的有功功率传递会同时影响互联线路电压,依据各馈线末端固有电压水平划分配电网运行模态,有机结合SOP内部储能装置,提出基于SOP多模态协同的调压控制策略,可同时实现互联配电线路的末端电压越限治理,且该方案可灵活推广应用到多端柔性互联场景。通过所搭建的柔性互联配电网仿真模型,验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

考虑通信缺失情景的光伏集群分散式电压控制方法

针对高渗透率分布式光伏接入配电网导致的电压越限问题,以及当前电力通信网络难以实现对接入光伏集中控制的现状,提出了一种光伏集群分散式电压控制方法。根据预测数据对配电网进行集群划分,采用集群间的协调控制策略,以电压越限量和网络损耗加权值最小为优化目标,基于交替方向乘子法进行优化计算。在集群间通信缺失的情景下,基于无功-电压控制曲线自主调节分布式电源逆变器的无功输出,即通过集群内的电压控制策略解决通信中断时发生电压越限的问题。以IEEE 33节点配电系统为例进行仿真分析,结果表明所提控制方法不仅对改善电压分布不均、降低网损、减轻控制器的计算负担具有积极的作用,还能在通信缺失的情景下具有良好的控制效果。     

光伏高渗透率下分布式储能群间协同的电压控制策略

针对分布式光伏高渗透率接入配电网后引起的节点电压越限问题,提出一种基于集群划分的储能调压控制策略。该策略包含配电网集群划分和分布式储能调压控制策略两部分。首先,通过改进的模块度指标对配电网进行集群划分;然后,在计及储能功率与荷电状态（SOC）的前提下,构建储能优化调压数学模型,根据越限电压的节点所在集群所需总功率对集群内储能进行分配,确定分布式储能运行收益最大时的储能时序动作功率;最后,分析不同方案下电压的波动性、配电网网损和储能运行经济性。通过两种方案对比表明,所提策略对应的方案不仅有效控制了节点电压、减少了网损,而且取得了良好的经济性。     

考虑机网动态交互作用的光伏场群等值建模

光伏场群等值建模是研究新能源电力系统动态特性的基础。提出了综合考虑光伏电源自身动态以及机网动态交互作用的光伏场群等值建模策略。基于电力系统微分代数方程,讨论了光伏电源与电力系统间的动态交互作用,强调了光伏场站端口电压是机网交互的关键因素。仿真分析了不同电压跌落程度下光伏电源的动态,指出变流器控制策略是影响光伏电源自身动态的主导因素。基于此,进一步提出了考虑机网交互作用的光伏场群动态分群方法及建模流程。最后通过仿真算例表明,与现有仅基于光伏电源自身动态的分群方法相比,进一步考虑机网交互作用可显著提高光伏场群的等值建模精度。     

基于Stackelberg博弈的配电网分布式光伏低碳化消纳方法

为促进配电网分布式光伏发电功率就地消纳,缓解弃光、电压越限等问题,提出了一种利用交易电价和低碳农业用电设备进行就地消纳的方法,构建了低碳化源荷协调双层优化模型。上层模型以光伏发电和农业园区方整体综合收益最大为目标,通过Stackelberg博弈模型,确定最优交易电价和各园区时移消纳功率;下层模型综合考虑低碳农业用电设备的低碳效益、配置数量等信息,以不同计量时段的最大低碳消纳效益为目标,农业园区控制就地消纳违约率,确定可时移负荷的优化控制方案和不同园区的最大低碳消纳效益。配电网仿真结果表明,采用交易电价和可时移低碳负荷消纳模型后,配电网分布式光伏就地消纳情况得到改善,弃光电量减少,电压质量得到改善,光伏发电和农业园区方综合收益均得到提升。     

基于价值分解深度强化学习的分布式光伏主动电压控制方法

针对主动电压控制问题,深度强化学习能够有效地解决数学优化方法在精确性和实时性方面的不足。但传统多智能体深度强化学习方法存在信用分配、过度泛化等问题,难以学习到全局最优的协调策略,控制效果较差。为此,提出了一种基于价值分解深度强化学习的分布式光伏主动电压控制方法。将主动电压控制问题建模为分布式部分可观测马尔可夫决策过程,然后基于中心化训练和去中心化执行框架,提出分解式价值网络、集中式策略梯度2项改进措施：将全局价值网络分解为个体价值网络和混合网络,并采用所有智能体的当前策略进行集中参数更新。改进的IEEE 33节点配电网系统的算例结果表明,所提方法表现出了优越的稳压减损控制性能,且在训练速度、场景鲁棒性等方面具备一定的优势。     

计及光伏并网的电力系统频率特性和网络方程电压可解性分析

随着新能源大容量并网,电力系统面临转动惯量不足、电压支撑能力弱等问题,电力系统频率和电压稳定问题突出。考虑光伏并网情况,提出了量化电力系统频率特性和网络方程可解性的分析方法。一方面,基于电力系统近似全状态模型,通过状态变量时域响应的解析解,分析了系统参数对频率特征量的影响,证明了在全状态模型下光伏附加频率控制不改变系统惯量但能够增加系统阻尼。进一步,指出系统频率响应主要由主导模式决定,给出了主导特征值的解析计算式。另一方面,聚焦网络方程,分析雅可比矩阵奇异性等值条件,基于实对称矩阵的最小特征值提出一种量化电压可解性的负定性指标。并应用该负定性指标,借助图论分析方法论证了随着电网中光伏渗透率增加,电压可解性下降,电压稳定性恶化。最后,在4机11节点经典算例和实际电网中验证了上述分析方法的有效性。     

面向电气化铁路牵引供电的光伏发电分相电流控制策略

充分利用电气化铁路沿线太阳能禀赋,不仅可以为电气化铁路牵引供电提供清洁能源,也可以促进光伏发电的就近消纳。文中提出一种面向电气化铁路接入的光伏发电分相电流控制策略。该分相电流控制策略实施于三相静止坐标系,通过对分相电流的调节实现对光伏发电的并网控制;同时,考虑变流器容量约束,在保证光伏功率全额输出的前提下,充分利用变流器裕量输出负序电流供给单相牵引负荷,降低电气化铁路并网接入点的电流不平衡度,可在无需相序分离的条件下实现光伏发电的并网发电与负序补偿的统一控制。最后,基于RTLAB实验平台验证了所提控制策略的有效性。     

一种功率动态调整的光伏逆变器调压方法

越来越多的光伏电源接入配电网,导致在光伏有功出力较大时并网点电压升高甚至越限,严重影响了配电网的安全。针对由于光伏并网造成的电压越限问题,文中分析了电压越限机理,研究传统无功调压策略;在此基础上,融合有功限值确定方法,提出了基于功率动态调整的光伏逆变器调压方法,不同工况下光伏逆变器采用相应控制策略,实现逆变器有功输出最大、无功输出最佳。通过仿真验证了调压方法的有效性。     

基于多代理技术的直流配电网电压控制方法

提出了一种智能多代理电压控制方法以应对高分布式电源渗透率给直流配电系统电压调节带来的挑战。所提控制方法分为2层,在第1层中,将与交流/直流(AC/DC)转换器相接供电节点设置为中枢点,通过调节该节点电压来把系统电压控制在规定的范围内。在第2层调节方案中,通过优化系统中所接分布式电源的有功出力来控制直流配电系统电压。算例验证了所提电压控制方法的有效性和经济性。     

基于光伏逆变器功率协调控制的电压调节方法

分布式光伏的大量接入会引起接入点出现过电压问题,对逆变器的功率进行控制可以达到调节电压的目的,为此,在深入研究有功功率抑制(active power curtailment ,APC)调压方法和Q(U)与Q(P)等调压方法的基础上,提出了一种协调控制区域内各逆变器输出功率的电压调节方法。该方法将APC与无功功率控制的方法相结合,考虑到各分布式光伏电源之间的协调,采用集中控制的思想,建立典型的约束优化数学模型,使用复合形算法优化求解各逆变器的有功和无功功率指令值,以此保证线路上各节点的电压在规定范围内。最后建立典型的低压配电网模型,对比现有Q(U)和Q(P)控制策略,验证了该方法的优越性。     

宽温度补偿恒压式MPPT光伏发电技术的研究

为了最大限度的提升太阳能面板利用率,研究了一种改进的宽温度补偿恒压式最大功率点跟踪(MPPT)技术。通过在控制电路中增加负温度系数(NTC)电阻模拟最大功率点(MPP)电压与温度变化曲线。功率变换器能在较宽的温度变化范围内跟踪太阳能面板MPP,克服了传统恒电压MPPT控制方式不能适应环境温度变化的缺点,可提升太阳能面板利用率达40%。功率变换器采用恒定导通时间变频控制环路反馈技术,在轻载时进入间歇工作模式,工作周期仅为2 ms,在重载时频率达到340 kHz,兼顾了功率变换器的效率和体积。在12 V输入电压条件下,功率变换器效率达90%以上。与基于数字控制器的电导式、扰动式等MPPT方法相比,该方法动态特性好,经济性能佳,在小功率、低成本光伏发电系统中具有较好的推广价值。     

应用场景压缩和计及电压调节策略的光伏接入规划

针对光伏接入规划中光照强度和负荷大小的不确定性,采用场景分析法依据改进的聚类数量评价指标,在考虑负荷之间相关性的同时减少了规划场景数量。围绕配电网公司和光伏运营商利益协同的问题,充分考虑光伏无功和有功功率对电压的调节作用,构建了多目标双层优化规划模型,上层规划模型优化光伏接入容量,下层考虑光伏接入后的配电网调压策略。对采用非支配排序遗传算法获得的帕累托解集,提出了选取最优解的评估指标及评估流程,并在IEEE 33节点配电系统中验证了所提方法的可行性。     

恒电压结合牛顿法的光伏系统MPPT控制

该文以提高跟踪速度、减少最大功率点附近功率振荡和减少误判为多重目标,提出了恒电压结合牛顿法的最大功率点跟踪策略,并利用朗伯W(LambertW)函数在光伏电池实用模型的基础上对其原理进行了理论推导和证明.该方法仅依赖于当前工作点的信息计算下一工作点的参考电压,有效地减少了误判;借助于牛顿法的良好收敛性,速度和稳定性都有提高.通过三种不同光照模式算例,与传统方法进行仿真对比,验证了方法的有效性.     

基于DMPC算法的分布式光伏并网调压控制

高比例分布式光伏接入中低压配电网时易造成过电压问题。为解决分布式光伏并网过电压问题,提出一种基于集群划分的分布式预测控制（distributed model predictive control,DMPC）算法控制过电压的并网调压控制策略。通过Shapley值法确定各节点过电压责任计算,结合k-means聚类法实现集群的划分,动态调整光伏发电单元的有功和无功功率,实现区域内电压的稳定。针对多区域间的电压差异,在划分的区域内光伏发电单元的实时功率输出和电压信息结合DMPC算法控制有功与无功输出,引入分组并网调压控制策略。通过光伏发电单元之间的功率调节和电压调节,实现区域之间电压的均衡、分布式光伏系统整体线路的电压稳定。通过仿真实验验证所提分组并网调压控制策略的有效性,结果表明,与传统的集中式控制方法相比,该方法具有较好的调压效果,能够在分布式光伏系统中实现更好的电压调节性能。     

光伏逆变器的低电压穿越特性分析与参数测试方法

掌握逆变器的低电压穿越特性对于分析光伏电站对电网的影响具有重要的意义。首先基于光伏逆变器的拓扑结构和控制策略,将逆变器分为直流电压变换环节、交流电流指令环节和交流电流响应环节,分析了影响逆变器低电压穿越特性的主导关键环节。然后,提出了一种通用化的交流电流指令环节参数测试方法,依次辨识无功电流和有功电流指令公式参数,并代入仿真模型验证参数的准确性。最后,对主导关键环节的分析结论进行了试验验证,并验证了参数测试方法对组串式逆变器和集中式逆变器的适应性和有效性。     

基于智能负载的光伏并网电压和频率稳定方法研究

将电力弹簧与非关键负载结合形成智能负载后,应用于分布式光伏并网系统中,以平抑入网造成的电压波动与频率偏差。首先分析了SL的工作原理,同时提出一种抑制电压与频率波动的控制方法,然后在Matlab/Simulink仿真平台中搭建含分布式光伏并网的低压馈电系统,在光伏出力波动的条件下仿真验证所提控制策略的有效性。结果表明,智能负载能够有效平抑分布式光伏并网引起的电压和频率波动。     

基于多主体的无功电压综合控制系统

介绍了无功电压控制现状,并针对目前地区电网实际电压控制系统中采取的主要方式进行了分析,并提出了基于多主体的无功电压控制系统.