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。     

基于HEM灵敏度的配电网分层分区电压调节策略

针对光伏接入后潮流倒送和出力波动带来的电压越限问题,提出一种基于全纯嵌入法(holomorphic embedding method, HEM)灵敏度分析的光储参与配电网分层分区电压调节方法。首先,建立储能和光伏的无功出力模型,并推导出基于HEM的配电网电压灵敏度矩阵,根据灵敏度矩阵运用聚类对配电网进行分区。然后,建立上层电压优化模型,通过全局和分区优化协调调度并网储能、光伏电站与无功调压设备对节点电压和网损进行优化;下层电压调节模型进一步挖掘并网小型分布式光伏及储能的无功能力,基于所得电压灵敏度对各区内越限节点的电压进行调节。最后,应用于某省35 kV的配电网实际系统,验证了所提灵敏度计算方法能够提高电压灵敏度的计算效率以及所提分层分区调压策略能够较好地改善光伏并网后电压越限问题。     

基于HEM灵敏度的配电网分层分区电压调节策略

针对光伏接入后潮流倒送和出力波动带来的电压越限问题,提出一种基于全纯嵌入法(holomorphic embedding method, HEM)灵敏度分析的光储参与配电网分层分区电压调节方法。首先,建立储能和光伏的无功出力模型,并推导出基于HEM的配电网电压灵敏度矩阵,根据灵敏度矩阵运用聚类对配电网进行分区。然后,建立上层电压优化模型,通过全局和分区优化协调调度并网储能、光伏电站与无功调压设备对节点电压和网损进行优化;下层电压调节模型进一步挖掘并网小型分布式光伏及储能的无功能力,基于所得电压灵敏度对各区内越限节点的电压进行调节。最后,应用于某省35 kV的配电网实际系统,验证了所提灵敏度计算方法能够提高电压灵敏度的计算效率以及所提分层分区调压策略能够较好地改善光伏并网后电压越限问题。     

含可再生分布式电源参与调控的配电网动态分区实时无功优化方法

可再生分布式电源高比例接入,其出力随机性叠加负荷波动性,极大地增加了配电网无功电压调控难度。结合风电、光伏等可再生分布式电源的动态无功调节特性,提出配电网动态分区实时无功优化方法。基于配电网辐射状结构特性,根据支路末端节点性质逆向初步合并,以最大模块度函数为衡量指标进行初始分区,并根据实时运行状态和无功储备约束调整分区,形成可满足动态无功调节的最佳分区方案,然后执行分区实时无功电压调控。最后,以IEEE33节点系统为例通过MATLAB编程进行仿真分析,结果表明:日内实时控制与动态分区相结合,有效提高系统无功电压控制快速性和精确性。     

基于快速搜索与发现密度峰值聚类算法的含有分布式光伏的配电网电压分区协调控制

随着大量分布式光伏并入配电网,重要负荷节点电压越限的紧急情况更容易发生,这对当前潮流状态下电压控制的快速性提出了更高的要求。考虑电压集中控制方式控制过程复杂且传统的分区方法耗时较长等问题,首先以节点间的综合电压灵敏度为基础计算节点电气距离,根据电气距离构建节点相似度矩阵,并采用快速搜索与发现密度峰值聚类算法对配电网进行快速分区;然后考虑本地光伏独立调压能力的不足,提出了一种先无功后有功的电压分区协调控制策略;最后通过IEEE33配电网算例的仿真结果验证了该分区方法的快速性和电压分区协调控制策略的有效性。     

计及设备损耗成本的含光储配电网分布式电压控制策略

针对分布式光伏接入配电网带来的电压越限问题，考虑电池储能与光伏逆变器的调压经济性，本文基于一致性算法提出一种计及设备寿命损耗成本的分布式电压控制策略。首先，分析光伏逆变器与储能的调压机理，推导出可用于分布式迭代计算的配电网电压灵敏度参数；其次，分别建立储能电池与光伏逆变器的寿命损耗模型，并利用寿命损耗模型推导出单位功率成本模型，再结合电压灵敏度参数构建出单位调压成本模型；然后，以单位调压成本作为一致性变量，设计基于一致性算法的分布式电压控制策略，得到各节点储能与光伏逆变器的功率调节方案。算例结果表明，所提控制策略能够兼顾各节点设备寿命损耗与总体调压经济性，在有效抑制电压越限的前提下充分降低配电网电压控制成本。     

基于分布式模型预测控制的含分布式储能有源配电网动态电压控制

针对大规模分布式电源(distributed generator,DG)接入配电网造成的电压越限问题,提出一种基于分布式模型预测控制(distributed model predictive control,DMPC)的含分布式储能有源配电网动态电压控制方法,协调配电网中大量分布式光伏(Photovoltaic,PV)...     

低压配电网分布式光伏接纳能力分析

分布式光伏的并网和利用是应对当前能源和环境危机的重要方式,高比例分布式光伏接入所导致的电压越限是制约配电网接纳分布式光伏的重要因素之一。以提高配电网对分布式光伏的接纳量为首要目标,考虑多电压等级配电网的配合,提出利用中压主动配电网的调控能力,通过中低压配电网的相互影响缓解低压配电网调压手段缺乏,提升低压配电网接纳分布式光伏能力的方法:首先考虑配电网中分布式光伏和负荷出力的时序性,根据季节和天气构建12种场景,对配电网进行一年的时序全过程模拟。然后建立10 kV中压主动配电网优化运行模型和380 V辐射型低压配电网分布式光伏选址定容模型。仿真结果表明所提方法可以提高低压配电网接纳分布式光伏的能力。除此之外,进一步分析了分布式光伏接入和调压对中压主动配电网电压的影响,以及低压配电网中负荷对接纳分布式光伏和调压方式的影响。     

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。     

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。     

基于干扰观测器的PI控制单相逆变器

采用了一种基于干扰观测器的PI控制单相逆变器的控制方案,即通过干扰观测器在控制策略中引入等效的补偿,实现对该干扰完全抑制。对该控制策略与传统的PI控制均进行了全面的理论分析与设计,在MATLAB中对该系统进行了仿真研究,并在基于DSP的单相逆变器平台上采用数字控制算法实现该控制方案。仿真结果与实验结果均表明,与传统的PI控制相比该控制方案能获得更好的动、稳态性能,具有更好的谐波抑制能力,从而验证了理论分析的正确性,并对别的系统设计具有一定的参考性。     

有源电力滤波器直流侧自适应平衡控制

针对实际电网电压波动导致有源电力滤波器系统不能进行谐波有效补偿的问题,提出一种有源电力滤波器直流侧自适应平衡控制策略。通过下垂控制器使有源电力滤波器直流侧电压能够自适应电网电压波动,使有源电力滤波器直流侧电压始终维持在一个合理的水平上;通过IP控制器对直流侧母线电压的进行快速调节。最后在MATLAB/SIMULINK中建立了仿真模型,验证了所提算法的正确性和可行性。     

模糊控制在板球系统中的仿真研究

重点阐述了一种运用于板球系统中的离散模糊控制算法,建立了模糊控制模型,设计出模糊控制规则,进行了模糊推理和模糊判决。通过大量离线计算,建立了模糊控制查寻表,取得了较好的控制效果,能使小球在小板上自由滚动而不飞出小板。并且对PID、PD、模糊控制方法进行了仿真研究,得出结论,模糊控制方法在板球系统中的控制效果要更好些,系统更容易达到稳定。     

采用模糊控制策略与主动阻尼控制技术的微电网能量管理技术

微电网可运行于孤岛模式与并网模式,在偏远地区有较大应用前景。为提高微电网电能质量与微电网能量管理的可靠性,需对微电网的控制策略进行优化。就三个方面对微电网进行了优化,提出了一种不需要任何传感器的基于主动阻尼控制技术的微电网控制策略;通过频率调整主动阻尼系数,减小LC滤波器的尺寸;基于模糊控制提出了微电网的能量管理技术。仿真与实验结果表明:采用所提出的设计方法与控制方法,微电网可输出高质量的电能。     

基于递推最小二乘法独立微电网自适应类二次频率控制

独立微电网为维持频率恒定,需要增加二次频率控制,但常规二次频率控制存在动态特性慢和需要通信的缺点。为此,本文提出了类二次频率控制策略,该方法不严格的区分下垂控制和二次频率控制,通过递推最小二乘法自适应调制下垂系数,加快系统频率恢复速度,且无需通信。以海南某实际微电网为原型建立仿真系统,对比结果验证了本文方法的有效性。     

直流微网储能系统的自适应惯量阻尼控制

由于无需考虑无功及相位且对于可再生能源发电并网更加友好,近年来,关于直流微网的研究越来越多。但直流微网中惯性较低,当系统受到外界因素干扰时,直流母线电压鲁棒性较低,严重时甚至影响系统的稳定运行。针对该问题,提出一种用于直流微网储能系统的自适应惯量阻尼控制策略,并充分利用了虚拟参数灵活可调的特点,使储能系统可以向微网提供惯性,并建立了系统的小信号模型,利用Middlebrook判据分析了系统的西信号稳定性。最后,利用simulink仿真对所提控制策略的有效性进行了验证。     

智能电网调度控制系统实时监控与预警功能规范解读

在对中国智能电网调度控制系统实时监控与预警类应用功能研究的基础上,对近年来相关应用建设和实用化成果进行提炼总结,形成电力行业标准DL/T 1709.4—2017《智能电网调度控制系统技术规范第4部分：实时监控与预警》。分别从总体原则和接口要求、电网实时监控与智能告警、电网自动控制、电网运行分析与决策、辅助监测等方面对该规范进行解读,重点对每个应用的功能要求和核心要点进行解释说明,可进一步提高调度自动化人员对该类功能的正确使用,便于相关研究、设计、开发、建设和运行维护人员对该标准的理解。     

Damping control of inter-area oscillations in the European power system using aggregated models

In the first part of the paper, a new approach to the reduction of large dynamic network models is presented. This method is implemented in the program package PSD and is used here in an exemplary fashion to reduce the model of the European power system to a model usable for the solution of a number of problems. In the second part, the paper describes a new damping concept of inter-area oscillations in large power systems. Additionally installed second-level damping controllers are acting on the voltage regulator reference inputs of selected generators. They are using global information about the swing profiles of the inter-area oscillations to be damped. The damping controllers are designed as a H_∞-norm optimal decentral control system based on both a topological and a frequency range decomposition of the control task. The solution is demonstrated for the reduced model of the European system. Received: 30 April 2001/Accepted: 8 June 2001     

基于模型预测的PWM整流器直接功率控制

提出了一种新型的控制策略,将模型预测(Model Predict Control,MPC)控制应用于PWM整流器的直接功率控制(Direct Power Control,DPC)中。这种控制方法是在开关频率固定的情况下以功率误差最小为原则来选择最佳的电压矢量。此外,还设计了控制延时补偿方案,用以消除控制延时所产生的功率误差。实验结果表明这种控制策略不仅实现了网侧电流正弦化和单位功率因数,而且还获得了更好的稳态性能和更快的动态响应速度。该控制策略以新颖的方法实现了定频直接功率控制,简化了整流器系统参数的设计。     

基于自适应虚拟阻抗的微电网控制策略研究

在低压微电网多逆变器并联系统中,逆变器等效输出阻抗一般呈阻性或阻感性,传统下垂控制方法会造成无功功率分配不均和系统环流.为解决该问题,提出了在传统电压电流双环控制环节引入虚拟阻抗,调节逆变器等效输出阻抗为感性,提高逆变器输出无功功率分配精度和抑制系统环流.为了进一步解决引入虚拟阻抗造成的系统电压降落,加入自适应控制,使虚拟阻抗值随着母线电压幅值波动在线调整,补偿逆变器输出电压参考值,减小母线电压偏差,提高供电质量.仿真结果验证了该控制策略的有效性..