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。     

光伏高渗透率下低压配电网电压管理策略研究

为了对光伏逆变器高渗透率下低压配电网进行电压管理,研究了一种光伏高渗透率下低压配电网电压管理策略.首先,研究了一种Q(V)&P(V)光伏逆变器本地控制器;然后,基于Q(V)&P(V)控制研究了一种高渗透光伏接入低压配电网的电压管理策略;最后,案例分析在一个低压配电馈线系统中展开,借助DIgSILENT的编程语言DPL,分析了6种本地控制器的特点.结果 表明,控制策略不仅能有效控制系统电压,相较于传统的本地控制,还能在降低系统有功损耗方面有较好的性能.     

基于高渗透率分布式光伏的配电线路电压分析与治理

随着分布式光伏的快速发展,配电网中分布式光伏高渗透率特征愈加明显,并网点电压越限问题日益突出。高比例分布式光伏发电与配电网低负荷、低消纳能力造成功率反向流动,进而引起线路过电压、并网点故障解列装置过压保护频繁动作问题,影响发电效率。在深入分析光伏并网线路调压机理的基础上,试点实施35 kV变电站10 kV配电线路过电压治理,对比分析调节升压变档位、调节逆变器功率因数、改变配电网接线方式,并通过PSASP7.61程序仿真,确定升压变最优运行档位及逆变器调压策略,提高配电线路电能质量。     

不同渗透率条件下的光伏电源并网对配电网电压偏差的影响

光伏电源并入配电网后,使配电网由单电源网络转化为多电源网络,改变了配电网的潮流分布,对配电网电压的稳定性会产生影响。在此基础上,研究了不同渗透率条件下的光伏电源接入对配电网电压偏差的影响以及影响程度。基于EMTDC/PSCAD软件的仿真平台,通过搭建含光伏电源的35/0.4k V的典型配电系统模型,进行一系列仿真试验。结合多个仿真试验结果,定量分析了接入不同电压等级母线、不同渗透率条件下的光伏电源对配电网电压偏差的影响规律。     

电压偏差和谐波约束下配网光伏最大渗透率评估

针对多个三相不平衡配电网络,在不同位置接入分布式光伏,运用OpenDSS软件计算了分布式光伏接入配网后节点电压偏差及谐波电压畸变率。根据ANSI C84.1-2006稳态电压标准以及IEEE519-1992谐波标准对电压偏差和谐波电压畸变率进行约束,得出不同位置下稳态电压偏差和谐波约束下分布式光伏的最大渗透率,同时分析了线路调压器及光伏接入点短路容量与光伏渗透率的关系。研究结果表明,光伏渗透率与具体配电网的拓扑结构和线路参数相关,光伏接入点越靠近馈线首端,渗透率越大。同时考虑电压偏差和谐波约束下光伏渗透率至少能达到20%,并且使线路调压器与其下游接入的光伏发电功率协调配合也可显著提高光伏的渗透率。     

基于自适应功率控制的光伏高渗透率配电网过电压研究

大规模分布式光伏并网,可能会造成系统过电压,其不仅会对系统的稳定性和安全性造成威胁,也会限制光伏发电能力。为了防止过电压的发生,现基于光伏并网特性提出了一种自适应功率阈值的方法,该方法根据不同时间获取的节点电压和功率,按照算法实时预测光伏功率阈值,并与最大功率追踪算法确定的功率相比较,确定光伏注入配电网的功率,将节点电压控制在给定的安全阈值内,从根本上防止光伏高渗透导致的过电压。利用IEEE 33节点配电网络进行仿真,结果显示,无论是在均匀太阳辐照度下还是不同太阳辐照度下,所提方法均能将节点电压控制在1.058 p. u.之内,在发电高峰期节点电压会无限接近但不超过1.058 p. u.。结果证实了该方法能有效地将电压限制在给定的阈值内,并且最大限度地提高光伏发电能力。     

高渗透率分布式光伏接入对配电网的影响

随着光伏造价的逐渐下降,分布式光伏在配电网的接入容量和局部地区安装渗透率也越来越高,对配电网、尤其是农村地区配电网的稳定运行造成了较大的影响。高渗透率分布式光伏接入后反送电造成配电线损增多,在造成经济损失的同时也造成用户并网点电压抬升,影响了用户的供电质量和用电安全。从电压抬升、线损等方面分析了分布式光伏接入后对配电网影响程度,并对分布式光伏出力特性进行了分析,最后给出了降低分布式光伏接入问题的几点建议。     

高渗透率光伏配电网中电池储能系统综合运行控制策略

为解决配电网中高渗透率光伏及用电高峰负荷过重带来的电压越限问题,并在分时电价政策下通过低储高发获取经济收益以降低储能作为电压控制手段的成本,提出一种电池储能系统综合运行控制策略。该策略包括电压控制和套利运作两部分,其中电压控制部分以防止电压越限为目标,建立包括电池剩余寿命(TOU)、荷电状态(SOC)、电压灵敏度特性、电池动作费用等在内的评价矩阵,选择综合评价指标最大者进行控制,以提高电压控制效率;套利运作部分以保证电压安全为前提,结合用电峰谷电价,尽量减少电池动作对节点电压的影响,选择电压灵敏度因数及动作费用最小、电池状态最优者进行控制。该方法在实现削峰填谷,改善配网电压安全,提高储能安装用户收益的同时,兼顾电池储能系统的状态变化,实现了功率在各储能单元间的合理分配,提高了动作效率,均衡了各储能单元的使用率,延长了整个储能系统的使用寿命。最后通过算例分析验证了该控制方法的有效性。     

高光伏渗透率下中低压配电网集中-就地控制策略

光伏发电系统在中低压配电网中的高渗透率带来反向潮流与电压升高等挑战。传统的集中控制策略难以快速响应,就地控制难以实现全网协调。针对上述问题,提出一种中低压配电网集中-就地控制策略。集中控制以网损与电压偏移为目标实现长时间尺度的全局优化。就地控制以变斜率的Q-V控制方式,利用电压灵敏度确定控制参数实现短时间尺度网损优化,解决短时间内功率变化引起的低压配电网电压越限问题。仿真结果表明该控制策略能有效改善电压、降低网损。     

含高渗透率光伏电场的联合发电系统优化运行研究

针对含高渗透率光伏的联合发电系统优化运行问题,提出了联合系统协调优化模型。对含高渗透率光伏电场的联合发电系统差异性进行研究,分析得出运行优化特征;综合考虑常规机组燃料成本、启停成本、排污成本及弃光量,建立了以联合发电系统各供能主体的逐时出力与火电机组的启停变量为优化变量的目标函数,通过模型求解,实现联合发电系统的整体运行成本与弃光量最小的优化目标;所提出模型能够最大程度提高系统光伏电场接纳能力以及含高渗透率光伏发电电力系统的运行经济性。应用该模型对一个测试系统进行计算仿真和分析,结果证明了模型的适用性和有效性。     

考虑有功协调优化的配电网动态电压控制

配电网电压动态变化特征日益凸显,对配电网动态优化控制提出了新的要求。除此之外,配电网有功与无功的耦合特性也使得仅基于无功/电压的控制方法效果降低。因此,提出了一种考虑有功/无功快速协调优化的配电网动态电压控制方法,实现在秒级时间尺度内关键节点的电压恢复。首先建立配电网有功/无功控制设备动态模型,并基于模型预测控制理论建立了动态电压控制系统预测模型。设计了面向配电网电压协调控制的多目标自适应优化策略,基于配电网同步相量测量单元动态测量数据实现有功/无功控制设备出力的动态协调。仿真结果表明,该方法能够实现配电网电压波动的秒级抑制,并将目标节点电压快速无差地恢复至扰动前水平。     

光伏电站参与电网主动调压的无功优化控制方法

随着光伏发电渗透率以及系统对电能质量要求的提高,常规电源电压调节能力不足,而光伏电站因具有一定的无功容量而具备主动参与电网调压的潜力。在分析光伏电站电压调节特性的基础上,提出光伏电站参与电网主动调压的控制方法;针对光伏电站有功出力与电网负荷大小之间的矛盾性,引入光伏电站负载率和区域电网负荷率的概念,进而确定光伏电站主动调压的控制原理及目标;在此基础上,建立自上而下的光伏电站双层无功优化模型,上层优化模型用于跟踪并网点电压控制目标,下层优化模型将上层优化结果在各组无功补偿单元之间进行优化分配,实现光伏电站参与电网主动调压的精细化控制。以某地区电网为例,验证了所提方法的有效性。     

考虑DG不确定性的主动配电网两阶段无功机会约束优化方法

随着高比例的分布式电源(Distributed generation,DG)并网,传统的确定性无功优化方法难以应对DG和负荷的双侧不确定性,提出了主动配电网的两阶段无功机会约束优化方法。首先将配电网潮流方程线性化和松弛,建立基于混合整数二阶锥的配电网两阶段无功优化模型,分别在第一阶段优化有载调压变压器、并联电容器等离散控制装置,在第二阶段考虑DG的不确定性优化DG的无功出力。然后,通过场景缩减法来减少机会约束优化方法的场景数。在95节点系统的仿真结果表明,与确定性性无功优化方法相比,所提出的两阶段无功机会约束优化方法能有效地消除安全约束越限问题,在略微增加网损的情况下获得了较高的鲁棒性。     

考虑光伏集群无功贡献的配电网无功电压优化调节方法

为协调运用配电网各类调压资源,实现经济、灵活的电压控制,整合中高压配电网各类无功治理设备,提出考虑低压光伏无功集群贡献的配电网电压无功控制资源协调运行优化方法。针对配电网低压侧分布式小容量离线运行光伏电源,设计了3种光伏集群无功运行模式,使其按模式预设在线自律运行。提出低压光伏集群无功管控策略,建立配电网电压无功控制资源协调优化模型。采用最优分割联合优化方法对变压器分接头及电容器组的切换时间及切换状态进行优化,在此基础上得出光伏集群无功运行模式及其他治理设备无功输出优化结果。采用前推回代潮流计算嵌套粒子群优化的算法进行求解。仿真算例证明了所提方法的合理性及有效性。     

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...     

考虑大规模风光分层接入的配电网多层协调无功优化方法

大量风光新能源分层、多点接入给配电网运行带来了电压越限等负面影响,增加了不同电压等级无功协同优化的难度。兼顾不同电压等级调节需求,从模型降维等值的角度,提出了基于等值模型的配电网多层协调无功优化方法。该方法分别针对含有无功调节设备及没有无功调节设备的两种台区系统,利用神经网络对大量台区相关运行数据进行训练得到台区拟合模型,形成不可控和可控两种类型的台区等值模型,并用这两类拟合模型分别代替两类台区系统的物理模型,使台区以数据驱动的方式参与配电网无功优化,形成馈线物理模型和台区拟合模型组成的单一电压等级物数混合优化调度模型。将原多层无功优化问题转换为单层系统优化问题,再对该单层系统无功优化调度问题进行求解。该方法可降低配电网系统优化计算规模,从而减小计算量,以无功优化数学模型与数据驱动方法相结合的方式,实现配电网馈线-台区多层协调无功优化。通过算例验证了所提方法对于解决分布式风光分层接入所导致电压越限问题的可行性、有效性和优越性,能够保障配电网的经济安全稳定运行。     

有源配电网重构与多级无功联动优化

优化控制策略是提升分布式电源消纳能力的核心技术,也是有源配电网安全、经济、高效、优质运行的重要保障。为解决分布式电源接入后引起的潮流分布剧变、电压抬升、源荷分布不均衡等问题,提出了配电网拓扑重构以及有载调压器、补偿电容器等多级无功调节设备联动优化策略,建立了含网损、负荷均衡以及节点电压偏差的多目标综合优化模型。通过参数自适应动态调节及变维数和声记忆库机制,提出了改进型多目标和声搜索算法对优化模型进行求解,大幅提高算法收敛速度与寻优能力。在IEEE 33节点算例中进行了多个场景的测试验证,并将改进型多目标和声搜索算法与多目标和声搜索算法、基本和声搜索算法进行了比较,结果表明模型和算法的有效性。     

含风光储联合发电系统的主动配电网无功优化

为了提高风、光能的利用率及降低其出力波动性对配电网的冲击,利用风力与太阳能时间与空间上的互补性及储能装置对功率的平抑作用建立含风光储联合发电系统的主动配电网模型,以无功补偿装置作为优化变量对主动配电网进行多时段动态无功优化,以电压偏差及网络损耗最小为多目标建立优化模型,利用凸松弛技术将优化模型转换为具有凸可行域的二阶锥规划(SOCP)模型。在IEEE33节点配电系统上进行仿真,对含不同类型的分布式电源发电方式的配电网进行无功优化,对比分析其对主动配电网调压降损的作用,并且对风光储联合发电系统的优化策略进行分析,最后验证了二阶锥规划松弛技术的精确性及可靠性。     

配电网电压跌落对分布式光伏输出的影响

针对目前因配电网电压跌落影响光伏发电系统的暂态电流输出特性的情况,为了更高效地稳定电力负荷,有必要分析当前电网轻度跌落(不超过80%)情况下,光伏发电系统的暂态电流输出特性,及时快速解决配电网电压跌落导致的系统不稳定。对低电压跌落过程中电流输出特性的仿真和10 k V与380 V接入逆变器低电压试验进行分析研究,并对比电压跌落期间引起的电压谐波和幅值,为改善电能质量提供有力的理论基础。     

光伏并网系统参与电压调节的有功和无功协调控制策略研究

针对配电网线路阻抗大、分布式光伏并网系统无功调压能力有限,导致光伏电源在有功出力较大时并网点(PCC)电压越上限问题,在深入分析光伏系统PCC电压特性基础上,提出一种光伏逆变器有功和无功协调控制策略。在该控制策略下,光伏系统实时跟踪监测PCC电压变化,PCC电压不越限时,逆变器按最大功率点跟踪(MPPT)输出;PCC电压越上限时,优先利用逆变器剩余容量进行无功调压,若剩余容量不足,调节逆变器有功输出,并动态计算有功、无功最佳输出值,保证将PCC电压调节至满足要求的前提下,实现逆变器有功输出最大化、无功输出最佳化。算例结果验证了控制策略的有效性。