参与配电网电压调节的分布式光伏发电系统新型控制策略

针对分布式光伏发电系统接入配电网对电压分布带来的影响,提出一种参与配电网电压调节的分布式光伏发电并网控制策略。该策略的功率外环综合考虑了分布式光伏发电系统出力波动以及负荷变化等因素对配电网电压的影响,电流内环采用模型预测电流控制方法实现对参考电流指令的跟踪。该策略具有良好的动静态性能和跟踪精度,且避免了比例积分控制中繁琐的控制参数整定。最后在RTDS仿真平台上搭建了含分布式光伏发电系统的配电网模型,仿真验证了所提控制策略的有效性。     

含分布式光伏的有源配电网无功电压控制研究

随着分布式光伏发电规模的不断扩大,渗透率不断提高,分布式光伏并网带来的配电网电压越限问题已不容忽视。首先分析了分布式光伏电源接入配电网引起电压越限的基本原理,并针对电压越限问题,对比常用的电压控制方法和控制策略,提出分布式电抗器电压控制方式,然后通过BPA稳态仿真分析了电抗器的接入位置、接入容量对调压效果的影响,最后通过抽样分析不同线路型号和线路长度下所需的串联电抗器与并联电抗器的容量大小分布、容量差值分布等特征。     

基于电压灵敏度的配电网光伏消纳能力随机场景模拟及逆变器控制参数优化整定

随着高密度分布式光伏接入配电网,合理评估配电网的光伏消纳能力成为研究热点。采用基于电压灵敏度的随机场景模拟法进行配电网光伏消纳能力评估,选取年典型场景代替年时序仿真,并利用类正态概率分布抽样以提高仿真精度及效率。利用光伏发电系统自身的各种智能控制措施能有效改善光伏并网引起的过电压现象,可进一步提高光伏消纳能力。通过光伏并网逆变器的Volt/Var 6点控制方式进行电压就地分散式调节以改善光伏发电并网特性,以配电系统全年电压偏差及无功调节量最小为目标,运用粒子群算法进行各逆变器无功电压控制参数的整定。通过OpenD SS搭建IEEE 33测试系统,仿真结果表明了所述方法的有效性及可行性。     

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。     

考虑AVC的含分布式光伏园区配电网无功电压控制仿真

基于OpenDSS仿真平台,结合国内某园区电网的高密度分布式光伏发电系统,针对光伏逆变器的恒功率因数、变功率因数和电压无功控制3种控制策略进行精细建模,搭建了含变电站AVC(自动电压控制)系统的园区电网详细仿真模型,在此基础上开展了园区电网全天的系统连续控制仿真。通过仿真分析,比较了各控制策略的有效性及其对现有AVC系统的影响,验证了无功电压控制策略的有效性和经济性,可为大量分布式光伏并网后的配电网规划与运行调度提供科学的参考依据,从而保障光伏的安全消纳。     

基于瞬时功率控制的分布式新能源并网策略

随着我国分布式新能源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,利用文中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。     

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。     

长时间尺度下计及光伏不确定性的配电网无功优化调度

针对高渗透率分布式光伏接入配电网所引起的电压控制问题,分析了无功补偿型和电压控制型两种光伏发电系统的无功电压调控特点,在考虑负荷和光伏出力不确定性的基础上,以系统总运行成本最小为目标,提出了长时间尺度下考虑电压越限风险的配电网无功优化调度模型。针对电压控制型光伏无功电压调控特点,提出了含PV类型节点的配电网概率潮流计算方法。最后,通过时间解耦并采用灾变遗传算法求解得到含高渗透率光伏的配电网长时间尺度下的无功优化调度方案。仿真算例表明:与现有光伏无功控制方法相比,所提方法能够有效降低光伏并网引起的电压越限风险,其中基于电压控制型光伏的配电网无功调度方案在降损和抑制电压波动方面的控制效果更明显。     

分布式光伏集控中心的设计与实现

分布式电源作为新能源发电重要的利用形式,对缓解能源危机和减少碳排放起着至关重要的作用,但它也改变了配电网网络结构,改变了电压调节、潮流控制以及网络特性,致使因电能质量问题对用户用电设备带来了安全隐患。为此,开展分布式光伏接入配电网的可靠供电技术、安全检修技术研究,以新能源发电功率预测和负荷预测结果为基础,开展配电网调度运行经济性研究和分布式发电联络线功率管理,提出利用分布式可再生能源提高配电网电能质量、降低运行损耗及提高供电可靠性的控制策略,构建了分布式光伏集控中心,实现分布式电源的可靠接入和协调优化运行。     

基于光伏并网点电压优化的配电网多时间尺度趋优控制

为应对高比例分布式光伏并网引起的电压越限和电压波动问题,充分发挥光伏逆变器的实时无功调节能力,提高光伏消纳率,提出基于光伏并网点电压优化的配电网多时间尺度趋优控制方法。长时间尺度下,建立以配电网运行成本期望值最小为目标,考虑状态变量机会约束的两阶段动态随机优化调度模型,制定传统无功电压设备和光伏并网点电压的经济趋优调度计划。短时间尺度下,以并网点电压调度值为追踪目标,提出基于并网点PV-PQ-QV节点类型转换的自适应趋优控制策略,实时调整光伏无功出力和有功削减量。为提高算法效率,提出二阶锥规划与基于拉丁超立方采样概率潮流交互迭代的随机最优潮流解耦法求解两阶段动态随机优化调度模型。算例结果表明,所提方法能够有效解决配电网实时运行过程的电压安全问题,并提高系统运行的经济性。     

主动配电网区域自适应性电压分层分区控制

针对主动配电网集中控制周期长,调节有载变压器分接头响应速度慢,难以有效地解决局部电压越限等问题,提出一种新型电压分层分散控制方法。该方法基于多代理系统架构,以分布式电源为中心将配网划分为多个随系统运行状态变化而具有自适应性的本地控制区域,充分利用分布式电源无功输出调节能力,从而实现电压分区自治控制,并且在分散控制架构下实现与传统变压器调节手段相配合的配网综合电压调控。最后基于IEEE33节点配电测试系统对所提方法的有效性进行了分析与验证。     

基于自适应粒子群算法优化DG的配网静态电压稳定性提高策略

为了改善配电网络的静态电压稳定性,提出一种接入分布式电源优化布置的方案。基于IEEE33节点配电网络和Matlab仿真测试软件平台,以静态电压稳定指标L(Voltage Stability Index)和最大电压偏差最小为目标函数,以最大电压偏差小于7%为约束条件,应用自适应粒子群算法(Adaptive Mutation Particle Swarm Optimization Algorithm, AMPSO)对配电网络中DG的接入进行优化布置,从而提高了整个配电网络的静态电压稳定性。并通过重庆某地区的实际配电网络进行实例验证,证明方案的正确性和可行性。该研究所提出的方案,对配电网络静态电压稳定性的改善有一定的指导意义。     

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。     

过电压限制下分布式光伏电源最大允许接入峰值容量的计算

在传统配电网中接入分布式光伏电源会带来诸多不利因素,如可能导致接入点处过电压,因此,必须限制分布式光伏电源实际接入峰值容量。通过计算在配电网馈线上所有负荷等级下分布式光伏电源的最大允许输出功率及采用相关观测数据,可大致计算出分布式光伏电源的最大允许接入峰值容量,将分布式光伏电源的实际接入峰值容量控制在最大允许接入峰值容量内,一般可避免接入点处出现过电压现象。当配电网馈线离满载运行还有一定余量时,分布式光伏电源按超前功率因数运行,可提高最大允许接入峰值容量,从而提高分布式光伏电源在配电网中的渗透率。     

基于电压趋危系数的配电网多时间尺度自适应无功电压控制

高比例分布式光伏接入配电网后,源荷不匹配可能会导致电压越限。在电压偏差量和电压波动量基础上,定义了评估配电网不同运行场景的电压趋危系数(voltage tendency coefficient, VTC),提出了基于电压趋危系数的多时间尺度自适应无功电压控制方法。在长时间尺度下,构建了以经济性和安全性满意度最优为目标的日前优化调度策略;在短时间尺度下,通过电压趋危系数动态修正传统下垂控制的固定斜率,以释放光伏逆变器无功裕度。同时,在短时间尺度优化控制中加入对长时间尺度的反馈校正环节。通过算例系统进行仿真,验证了提出的无功电压控制方法的有效性。     

基于级联全桥型直流断路器的直流配电网自适应重合闸方案

柔性直流配电网是配电系统的重要发展方向,可以采用电缆和架空线2种方式组网。鉴于架空线路瞬时性故障多发的特点,基于架空线的柔性直流配电网应配备有效的自适应重合闸方案,以提高供电可靠性。为实现这一目标,从断路器线路端电压与电流的相位差异特征出发,提出一种基于级联全桥型直流断路器控制的自适应重合闸方案。首先,通过断路器转移支路的主动控制产生一定频率的故障检测电压;进而,根据断路器线路端电压电流在对应频率下相位特征的差异,区分瞬时性和永久性故障,并进一步分析了过渡电阻等因素的影响;最后,利用PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了柔性直流配电网模型,验证了所提自适应重合闸方案的可行性和有效性。     

基于无模型自适应控制的配电网电压控制方案

新型电力系统下分布式新能源、分布式发电、电动汽车等新型元素大规模发展,配电网电压控制将面临控制对象特性异构、模型复杂、场景多变等挑战。在此背景下,文中提出一种基于无模型自适应控制的配电网电压控制方案。该方案在配电网电压控制分区及主导节点选取的基础上,利用主导节点电压、分布式电源以及储能装置出力等数据建立实时动态线性化数据滚动池,基于特征模型理论和数据驱动,将复杂系统电压控制特性通过控制器特征参数进行时变修正,在不损失系统模型信息的基础上降低了控制模型复杂程度。最后,通过改进的IEEE 33节点配电网系统算例进行仿真分析和对比,结果证明了所提控制方案的有效性。相较于传统的基于模型的控制方法,所提控制方案能够更快速地响应扰动带来的电压波动问题,应用前景良好。     

基于状态空间线性变换的主动配电网分布式电压控制

大规模分布式发电的接入使得主动配电网电压控制问题日益凸显。受限于配电网模型参数的精度,传统集中式的电压控制和基于模型的分布式电压控制策略效果受到显著影响。提出了一种基于状态空间线性升维变换的主动配电网分布式电压控制方法。通过矩阵分裂方法实现了海森矩阵的分布式求逆,将分布式控制收敛速提升至超线性收敛。基于Koopman数据驱动方法,利用配电网历史运行数据作为训练样本,构建高维线性精确潮流模型,从而推导得到电压-无功全局灵敏度,以此校正分布式牛顿控制中的迭代方向。算例结果证明,相比依赖于模型的分布式电压控制方法,所提方法具有更快的收敛速度和更优的控制收敛结果,且不受参数不精确问题影响,具有更强的工程适用性。     

计及电压风险感知的交直流配电网优化调度

为有效适应交直流配电网分布式光伏和负荷不确定性波动带来的电压安全问题,提出一种计及交直流配电网电压风险感知的优化调度方案,该调度方案包含日前和日内两阶段.日前决策调度以经济性为目标制定运行计划.日内风险调度考虑分布式光伏和负荷超短期波动特性.基于超短期预测概率信息,使用结合Nataf变换的随机响应面法进行概率潮流计算,并根据概率潮流结果建立电压风险感知体系.日内以配电网电压安全运行风险最小为目标,调整日前调度方案中部分灵活迅速调控设备的运行计划.最后,通过交直流配电网混合整数二阶锥模型对调度计划进行求解,并通过算例验证了所提方案的有效性.     

自适应幅值比的有源配电网差动保护方案

分布式电源大量接入配电网,改变了传统配电网单侧电源结构,易导致配网线路中出现双向潮流、电压越限和潮流波动等问题.文章首先分析了基于恒定功率控制的逆变型分布式电源故障特性以及有源配电网故障特性,提出了具有自适应幅值比的有源配电网差动保护方案.利用端电流的相位差自适应调整保护方案的幅值约束条件:在区内发生故障时,可以减少制动范围,防止保护拒动;在区外发生故障时,则可以增加制动范围,防止保护误动.最后,在PSCAD中搭建相关仿真模型,对所提有源配电网保护方案进行验证,结果表明该保护方案具有良好的适应性.