高比例分布式光伏并网无功电压控制方法综述

随着我国光伏装机容量逐年提高以及整县光伏试点工作的全面开展，分布式光伏并网渗透率提升迅速，高渗透率对配电网电能质量的影响日益凸显。其中，光伏并网点的电压越限问题严重威胁配电网安全运行，面向光伏的无功电压控制方法研究是未来光伏能否大规模并网的关键，目前对于无功电压控制技术仍处于广泛研究阶段，因此对现有光伏无功电压控制技术研究进行归纳总结。首先对光伏系统的光伏电池本体和光伏并网逆变器建模，随后分析单一及多光伏源配电网接入对有功功率、无功功率以及电压的影响，最后从无功电压调节速度、调节裕度、设备投资、安全性等多个角度对各类无功控制方法优缺点进行综述对比，并对未来高比例分布式光伏并网无功电压控制研究提出展望。     

分布式光伏并网对配电网电压的影响

分布式发电以其经济、环保的优势在飞速发展,其中分布式光伏电源发展最为迅速。分布式光伏接入配电网,具有很大的随机性,对配电网系统的电能质量、短路电流、电网损耗、谐波等方面产生显著影响,重点分析对配电网电压的影响。通过理论分析分布式光伏接入点的位置、光伏接入容量以及馈线长度对配电网电压的影响,并通过仿真验证其成正比关系,最后提出解决对策,有利于深入研究分布式光伏接入对配电网的影响。     

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。     

基于瞬时功率控制的分布式光伏并网策略

随着我国分布式光伏发电的快速增长,分布式光伏的大量接入与配电网的承载能力之间矛盾日益突出,如何提升分布式光伏系统的并网特性使之适应当前配电网环境是亟需解决的问题。基于此,文中提出了一种基于瞬时功率控制的分布式光伏并网策略,通过对分布式光伏系统并网点瞬时功率的控制,实现分布式光伏并网系统根据配电网状态进行实时的输出功率控制。基于分布式光伏并网系统的仿真算例,利用本文控制策略对配电网两种不同无功状态补偿进行仿真实验,理论分析和仿真结果证明了该并网控制策略的有效性。     

分布式光伏就地自适应电压控制策略研究

随着分布式光伏发电系统规模化、多点接入配电网,其对配电网的运行控制、调度管理等方面的影响也逐渐凸显,其中无功电压控制问题是较为显著的问题之一。分布式光伏发电系统的输出电能受到光照、气候等自然因素的影响,具有较强的随机性、间歇性与波动性,难以准确预测。另外,分布式光伏海量接入,难以对所有光伏额外整合测量设备和控制设备,部分光伏难以观测和控制。鉴于此,针对分布式光伏规模化并网场景,综合考虑并网分布式光伏的不可控和不可调度特性,提出分布式光伏就地自适应电压控制策略。针对配电网多种运行工况提出电压期望值自适应调整方案,进而采用就地的、智能的自适应方法来调节电压。利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台,在多种仿真场景下仿真分析和比较了就地自适应电压控制策略的电压控制恢复效果,验证了所提电压控制策略的有效性和鲁棒性。     

分布式光伏并网系统电压越限风险及谐波影响

在“源-网-荷-储一体化”协同发展背景下,随着电力电子技术的发展,光伏并网引发的电压波动、谐波畸变等问题进一步显现,因此明确分布式光伏并网系统内电能质量问题产生的机理,对保持配电系统的经济稳定运行至关重要。研究了光伏并网系统多种典型电能质量问题的发生机理,介绍了典型的光伏并网系统的结构特点和运行原理;根据原理分析了光伏并网对电压偏差和功率因数的影响;通过分析原理及仿真数据对比介绍了分布式光伏引起的谐振风险以及谐波畸变情况。根据低压光伏台区实测数据以及仿真算例,分析了分布式光伏并网对电压偏差、电压波动、谐波电压等电能质量指标的影响,结果表明,光伏并网会引起电压波动、谐振、谐波等电能质量问题,因此在推进光伏并网的同时,既要考虑电能质量制约因素,又要考虑大规模光伏并网带来的消纳问题。     

分布式光伏并网电压和功率因数协调控制策略

为应对分布式光伏并网引起的电压越限和功率因数超标问题,提出了一种改进的分布式光伏并网电压和功率因数协调控制策略。该策略包括电压控制策略和功率因数控制策略,电压控制策略采用优先控制光伏发出的无功功率,当无功容量不足时降低有功功率的方法调节并网点电压;功率因数控制策略控制光伏发出的无功功率以调节用户考核点功率因数。针对2种控制策略分别设计了比例积分控制器,最后通过算例,在RT-LAB仿真环境中验证了所提控制策略的有效性。     

分布式光伏发电并网对配电网安全的影响分析

分析了分布式光伏发电并网对配电网运行安全、检修安全以及计量安全等方面带来的影响,从加强管理手段、规范技术手段入手,提出了相应的对策和措施,通过有针对性地加强分布式光伏发电并网后的安全管理,有效避免了分布式光伏发电并网后对配电网的安全稳定运行造成的危害,实现了配电网与分布式光伏发电的协调发展。     

分布式光伏并网问题分析与建议

近年来,中国分布式光伏呈现出“点多面广、局部高密度并网”的高速发展态势,在高比例接入地区给电网运行安全带来影响。在此背景下,进行大量数据调研,分析中国27个省级电网分布式光伏并网和调度管理情况,从改变配电网运行特性、增加电网电力平衡压力、增加电压控制难度、降低系统频率调节能力等方面,分析分布式光伏并网对电网运行的影响,并为促进分布式光伏并网提出规划建设管理、并网管理、相关标准、需求侧管理、前瞻性研究等方面的建议。     

分布式光伏发电并网计量点配置研究

合理选取与配置分布式光伏发电并网的计量点,对上下网电量、发电量的准确计算和计量装置的安全稳定运行有着非常重要的影响。介绍了分布式比伙发电系统的背景与原理,并分析了分布式光伏发电并网仔往的问题。结合分布式光伏发电特点与电能计量点的设置原则,详细研究了分布式光伏发电高／低压并网以及小同运营模式下的并网计量点与关口计量点的选取与设置问题。针对可能出现的光伏并网用户窃电的情况进行原理分析与实验验证,并提出了解决办法。     

分布式光伏发电并网功率直接控制方法

能够集成有功发电、无功补偿和谐波抑制功能的分布式光伏并网发电系统对改善电网末端地区的供电质量、增加供电可靠性有重要作用.针对传统解耦控制对网络参数敏感的缺陷,旨在提出一种改进的光伏发电并网功率控制策略,即直接控制.该方法考虑了RLC滤波器的阻尼问题,根据分布式光伏发电的并网功率模型得到其运行区域图,并确定运行表,然后参照并网点电压从运行表中选择合理的运行点及对应的控制参量,对输出的有功、无功功率实现直接、统一控制,从而起到调节电网电压的作用.算例表明,直接控制方法原理清晰、控制简便,对配电网供电质量能起到较人的改善作用.     

基于有功-无功控制的光伏并网点电压调节方案

越来越多的分布式光伏发电系统接入配电网,改变了传统配电网潮流只有单方流动的模式,有可能出现潮流逆流从而导致光伏并网点电压升高甚至越限,以至于影响了本地的电能质量以及光伏的渗透率。针对电压升高的问题,本文首先从电力系统功率传输理论的角度分析了光伏并网引起电压越限的机理,改进了传统的无功调压策略,避免了线路中出现不必要的无功流动;然后提出了较为方便且具有自适应性的有功限值确定方法,研究了利用光伏自身有功-无功功率综合控制的并网点电压调节策略;最后在PSCAD/EMTDC中搭建了分布式光伏并网发电系统的电磁暂态仿真模型,且在仿真中验证了所提调压策略的有效性与经济性。     

含高渗透率光伏的配电网就地-分布式电压控制

随着配电网中分布式光伏渗透率的逐步提高,发电功率和负荷需求不平衡导致的电压越限问题日益突出.为充分调用可控资源进行调压,同时降低系统的通信量和计算量,文中基于配电网节点的近似电压灵敏度,结合就地控制和分布式控制的特点,提出一种含高渗透率光伏的配电网电压控制策略.该策略利用本地量测数据和分布式通信信息,通过各关键节点的无功协调控制和有功优化调度,实现系统电压的经济快速控制.仿真结果表明,所提策略具有良好的电压控制效果和经济性,能够降低系统的运行成本.     

分布式光伏接入低压配电网对电压的影响

在很长一段时间内,化石燃料的过度消耗导致了全球气候变暖,成为了恶化全球环境的主要元凶.为此,清洁能源等可再生能源逐渐登上了历史舞台.其中光伏能源具有清洁、开发方便等优点,逐渐被应用至包括电力行业的各行各业中.然而,光伏电站受到周围环境的影响较大,其发电具有一定的波动性,随着愈来愈多的光伏电站被接入了电网中,电网的安全稳...     

分布式光伏并网对线路电压的影响研究

基于分布式光伏的发展现状,用数学模型分析了分布式光伏并网对电力系统电压的影响,得出节点电压水 平和线路压降与光伏容量和线路负载数值有关.通过Simulink仿真,确定不同光伏容量、负载容量等参数对线路电压 的分布变化曲线,验证了理论正确性.     

光伏并网引起主动配电网电压越限问题研究

针对分布式光伏接入到主动配电网中引起电压越限的问题,分析了光伏并网后配电网电压的前后变化情况,提出了光伏逆变器的控制策略,采用有功和无功功率协调控制方法对光伏接入后不同线路长度、电压负荷、导线横截面积的电压变化进行探究。仿真结果表明:线路电压随光伏接入而增大,且与接入不同线路长度、电压负荷、导线横截面积等有关,通过光伏逆变器控制可以很好地解决光伏并网引起的主动配电网电压越限问题。     

分布式光伏接入对西宁配电网电压的影响研究

通过理论分析分布式光伏接入对配电网电压的影响机理,得出分布式光伏接入配电网可提高配电网整体电压水平,且不同接入位置和容量对电压的影响也不尽相同。并针对西宁城区典型分布式光伏接入方案在DIg SILENT平台上搭建仿真模型,仿真结果表明:分布式光伏接入只对接入点所在馈线电压偏差有影响,且电压偏差与接入配电网的分布式光伏容量有关,容量越大影响越明显。仿真结果验证了理论分析的正确性,对指导西宁城区分布式光伏接入提供有效参考。     

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。     

含高渗透率分布式光伏的实用型配电网无功电压控制技术研究

高渗透率分布式光伏接入配电网易造成电压越限,目前提出的电压控制方法普遍过于理论化,难以实用。为此,文中提出了一种实用型中压配电网无功电压控制技术:将每条馈线作为独立控制区域且只选择几个关键点,控制关键点的电压实现整条馈线的电压控制,从而减小电压控制的复杂度。提出"自然电压"的概念,将网损最小化转化为基于"自然电压"的目标函数,建立起节点电压和分布式光伏无功调节量之间的定量关系,使目标函数易于计算,并将约束条件转化为线性的且不再包含潮流方程,从而极大地减小了优化运算所需的信息量。文中所提方法能在较少信息基础上得到次优解,实用性强,最后的算例仿真证明了此方法的有效性。     

配电网电压控制的分布式光伏无功仿射可调鲁棒优化方法

随着高比例分布式光伏发电并网引发的配电网电压波动越限问题,提出基于仿射可调鲁棒优化的分布式光伏无功功率调节方法.首先,通过建立以配电网有功网损和节点电压偏差最小化的综合优化模型,采用多面体线性化方法将综合优化模型转化为二次规划模型.然后,在考虑分布式光伏有功出力预算不确定性集的基础上,通过对偶变换将鲁棒优化模型转化为确...