基于模型预测控制的分布式光伏集群协调优化控制

分布式光伏发电的高密度接入给配电网原有的经济、稳定运行带来了不小的挑战。为了减少分布式光伏发电接入配电网造成的网络损耗,提高光伏发电的经济性,首先分析和归纳了分布式光伏集群的概念和特点;然后针对配电网内的分布式电源、柔性负荷、无功功率调节设备等装置在时间尺度、控制功能方面的调节特性,提出了一种含分布式光伏集群的协调优化调度方法。该方法以模型预测控制为基础,动态滚动协调光伏集群未来一段时间内的有功出力和无功出力,起到减小网络损耗和优化系统电压的作用。采用PGE 69节点系统在MATLAB数学软件下进行建模仿真分析,结果证明了所提优化控制方法的可行性和有效性。     

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。     

基于EMPC的分布式光伏集群频率控制策略

为提升光伏发电并网效果，发挥分布式光伏的调频能力，提出一种基于EMPC（扩展模型预测算法）的分布式光伏集群频率控制策略。首先，基于模糊子空间聚类算法，考虑集群电压稳定和辅助调频性能，选取合适的分群指标，将大规模分布式光伏单元划分成基于分群指标的分布式光伏集群；然后，基于分群结果构建分布式光伏集群模型，引入状态扩展变量获得系统频率响应的动态预测模型，设计考虑分布式光伏集群出力预测误差和集群控制增量的EMPC目标函数对模型进行滚动优化和反馈校正；最后，在不同工况下进行仿真分析，结果表明所提控制策略可以提高分布式光伏集群并网的频率支撑能力，降低系统的功率损耗。     

基于分布式光伏集群协同优化的配电网电压控制策略

随着分布式光伏在配电网中渗透率的增加,负荷与光伏出力波动等原因引起的配电网电压越限问题日益凸出。为此,提出一种基于分布式光伏集群协同优化的配电网电压控制策略。首先,通过电气距离模块度指标对配网进行集群划分;然后,通过无功电压灵敏度矩阵选取各集群的主导节点,并利用集群电压偏差度判定各集群电压状态。危险集群的光伏逆变器采用就地控制模式调压;安全集群的光伏逆变器采用可变功率控制模式。利用集群之间无功电压的灵敏度,将安全集群与危险集群进行协同配合,从而使整个配电网电压运行在安全域内。最后,根据某实际配电网41节点系统的算例证明,基于光伏集群协同优化的配电网电压控制策略,比统一下垂控制和统一功率优化控制的效果更佳,能够有效提升配电网电压质量。     

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。     

面向分布式光伏虚拟集群的有源配电网多级调控

受外界环境影响,分布式光伏出力具有间歇性、波动性和不确定性,其分散、高渗透接入给配电网调控带来了高维数、高复杂度等问题,故提出面向分布式光伏虚拟集群的有源配电网多级调控。首先,提出虚拟集群概念,并基于社团理论提出适应调控目标变化的虚拟集群动态划分方法。然后,针对含高渗透分布式光伏配电网的运行特点和调控需求,具体研究包含全局优化调度级、集群趋优控制级、本地消纳控制级的多级调控模型与实现方法。最后,在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型并进行算例分析,验证了所提调控方法可适应有源配电网运行状态变化,提高调度控制的快速性和有效性。     

区域分布式电源集群监控系统

为了更好地管理分布式电源的运行,增强与配电网的友好互动能力,提高分布式电源并网运行后配电网的安全性和经济性,研发了一套区域分布式电源集群自动监控系统。提出了区域分布式电源集群监控系统的结构设计和功能体系,设计开发了系统的关键功能(集群划分、多目标优化、集群控制等),建立了分布式电源集群控制的多目标优化模型,并给出基于二阶锥的求解策略。基于实时数字仿真器(RTDS)构建了浙江杭湾工业园区某实际10kV馈线的网架,并以此为信源测试了系统在两种时间尺度下的运行情况,验证了系统的正确性和可靠性。     

考虑新能源消纳和网损的分布式光伏集群出力评估方法

为解决配网中分布式光伏渗透率持续升高引起的网损增加、功率倒送、电压越限等问题,在对分布式光伏进行集群划分的基础上,提出了一种综合考虑新能源消纳和网损的分布式光伏集群出力评估方法。首先,以基于电气距离的模块度指标和有功平衡度指标作为综合划分指标,利用遗传算法对配网中的分布式光伏进行集群划分;然后,在集群划分结果的基础上,考虑储能的调节作用及网络安全稳定约束,以包含网损成本和弃光成本的配电系统经济成本最低为优化目标,提出了分布式光伏集群出力评估方法;最后,通过在扬州某地实际41节点系统上进行仿真分析,证明了所提评估方法的可行性和有效性,所提评估方法可以根据调度中心的需求提供分布式光伏集群出力评估数据。     

考虑新能源消纳和网损的分布式光伏集群出力评估方法

为解决配网中分布式光伏渗透率持续升高引起的网损增加、功率倒送、电压越限等问题,在对分布式光伏进行集群划分的基础上,提出了一种综合考虑新能源消纳和网损的分布式光伏集群出力评估方法。首先,以基于电气距离的模块度指标和有功平衡度指标作为综合划分指标,利用遗传算法对配网中的分布式光伏进行集群划分;然后,在集群划分结果的基础上,考虑储能的调节作用及网络安全稳定约束,以包含网损成本和弃光成本的配电系统经济成本最低为优化目标,提出了分布式光伏集群出力评估方法;最后,通过在扬州某地实际41节点系统上进行仿真分析,证明了所提评估方法的可行性和有效性,所提评估方法可以根据调度中心的需求提供分布式光伏集群出力评估数据。     

计及分布式电源集群不确定性的配电网分散鲁棒电压控制

随着光伏、储能等分布式电源广泛接入,导致配电网区域电压波动频繁。针对分布式电源分散接入带来的不确定性问题,提出了一种计及分布式电源集群不确定性的配电网分散鲁棒电压控制方法。将大规模分布式电源聚合成相互关联的集群,对电压控制进行分区域调节。首先,针对配电网结构复杂和分布式电源点多面广的问题,设计一种基于改进Louvain算法的配电网集群划分方案,利用模块度函数并兼顾了集群的电压灵敏度和分布式电源调控容量。然后,由于分布式电源接入后配电网潮流更加复杂多变,在划分集群的基础上提出一种考虑不确定性的分散鲁棒控制方法,协同各分布式电源集群的调控能力,抑制由于模型参数及功率波动等不确定性导致的配电网电压波动。最后,通过算例分析验证了所提方法的可行性和有效性。     

计及电网改造的高渗透率分布式光伏优化规划

随着国家和地方政府持续出台支持政策,分布式光伏发电快速发展,局部地区渗透率较高,对电网提出了改造需求,自身也面临限电风险。针对高渗透率分布式光伏发电接入带来的电网改造成本、降低损耗、延缓电网投资等成本效益,提出一种计及电网改造的高渗透率分布式光伏接入的综合成本效益分析方法,基于典型规划场景的年度8 760 h分析结果,对高渗透率分布式光伏接入进行优化规划研究,研究结论可为实现高渗透率分布式光伏科学规划提供参考。     

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。     

广域分布式光伏发电监测与出力估计研究

为准确评估光伏出力对电力系统的运行影响,掌握分布式发电的实时数据,为调度中心提供电网的实时运行状态,需开展广域分布式光伏发电监测与出力估计研究。首先,提出光伏全局出力估计的分布式光伏国-省-地一体化信息建模方法,实现广域分布式光伏发电的有线与无线全景监测;其次,开展不同场景下分布式光伏出力特性研究,通过掌握组件类型、安装方式、地理位置、光资源分布、地形条件等场景对分布式光伏出力的影响,对分布式光伏进行聚合分析,并提出全局出力估计方法;最后,研发广域分布式光伏发电聚合分析和全局出力估计系统,并在省调示范应用。     

A Hydrogen‐Storage Distributed Generation System Using Unitized Reversible Cells and Its Operational Scheme

Environmental issues such as global warming and depletion of natural energy resources are posing problems. Photovoltaic systems have been attracting attention as a form of renewable energy. The output power of a photovoltaic system changes sharply because solar radiation intensity and temperature vary with the weather. In conventional photovoltaic systems, the surplus power, excluding the power consumed in the load, flows back to the grid. Therefore, fluctuations in the output power of a photovoltaic system may have an adverse effect on the grid. This paper proposes a novel hydrogen‐storage distributed generation system using a unitized reversible cell that integrates a fuel cell and water electrolyzer to smooth reverse power flow. The hydrogen‐storage distributed generation system was modeled and a computer simulation was performed. Using two evaluation methods, the proposed system is shown to be effective at leveling power flow back to the grid.     

大量分布式光伏电源接入对配电网的影响研究

光伏电源是分布式发电技术中发展最迅速的部分。分布式光伏电源通过逆变器接入到配电网中,具有随机性,与传统的电站有所不同,因此有必要对分布式光伏电源对配电网的影响进行深入的研究。从对电压的影响、对短路电流的贡献等7个方面详细讨论了分布式光伏电源对配电网的影响,为后续的深入研究提供参考。     

高效光伏发电功率变换及其系统适应性专辑特邀主编评述

<正>近年来,太阳能光伏发电技术有了突飞猛进的发展,尤其是光伏并网的大规模应用以及分布式光伏和微电网技术的兴起,光伏发电中诸多问题形成了研究热点并受到业界和学界的关注。如对于光伏逆变器的高效化,这几年从系统结构、电路拓扑和控制策略等多方面进行了积极有效的探索研     

基于分布式光伏发电量预测分析的运行优化策略研究

针对目前分布式光伏发电系统发电量的影响因素较多,不易预测,与其他发电系统之间运行优化策略不完善等问题.文章参考国内外光伏行业大数据应用的典型经验,基于光伏发电数据和用户的负荷需求数据,提出了一种基于RBF神经网络的光伏发电量预测和负荷预测模型,通过对数据的归一化处理和对天气因素的量化和相似度处理,对未来一段时间内的光伏用电量和负荷进行预测;采用青岛市某光伏电站的实际数据进行学习和预测,取得较好效果,从而验证了模型的可行性.此外通过对负荷的预测和对发电量的预测数据,以经济性能最优为目标制定了运行优化策略,实现了光伏发电的有效利用,使发电侧和负荷侧功率平衡,大大降低了网损和线损,提升了分布式光伏用电可靠性和经济性.     

基于Non-MPPT算法的区域光伏消纳控制策略

基于两级式光伏发电系统环境自适应算法以及光伏阵列分布式结构,提出一种适用于区域光伏消纳控制的Non-MPPT（maximum power point tracking）算法,力主解决光伏发电系统出力过剩问题。该算法基于光伏模块分布式前级优化器,实现不同环境下光伏模块分散控制,并通过光伏模块输出电压、电流随机变量,导出光伏电池环境修正参数,进而实时修正区域光伏模块最大功率电压,使其最大功率电压实时跟随外部环境变化,并结合电导增量法,实现不同环境下光伏阵列全局最大功率跟踪。而后,若区域性电网光伏发电系统出力过剩,则将区域光伏按其实际出力情况进行分区管理,以区域电网对其出力分配额度为控制目标,推导出光伏阵列对应输出电压,并将其引入至光伏发电系统前级Boost电路,通过修正Boost电路占空比,使光伏发电系统输出功率快速跟随主网需求指令,解决了区域内光伏过剩出力的消纳问题。最后,通过Matlab/Simulink仿真软件搭建两级式三相光伏并网系统,验证该算法在电力系统应用中的有效性。     

光伏发电系统自动监测与控制

对并网光伏发电系统的自动监测和控制进行了设计和研究。并网光伏发电系统中太阳电池阵列产生的直流电通过光伏并网逆变器转换为与大电网相同相位与频率的220 V或380 V正弦交流电,然后并入大电网。分布式光伏发电系统组成的微网和大电网双向交换,通过大电网调节并网光伏发电系统不足和多余的电力,使系统可靠地输出稳定、波形良好的正弦交流电。     

分布式光伏系统无功控制策略研究

分布式光伏系统运行状况受环境因素影响,光照强度、温度等外部因素具有波动性和间歇性等特点,使得系统出力具有相同特性。分布式光伏并网规模越来越大,其对电网的影响愈加明显, 由于无功不足,电网电压越限问题已成为最主要的问题之一,制约分布式光伏并网规模扩大。提高分布式光伏发电的接纳容量亟需研究分布式光伏并网系统电压越限的控制方法,因此,研究了德国电气工程师协会提出的4种无功功率控制策略,对4种无功控制策略的控制能力进行分析。