主动配电网背景下无功电压控制方法研究综述

介绍了主动配电网(ADN)背景下分布式电源(DG)接入对配电网电压分布和电压稳定性影响,从电网结构优化调压措施、电网设备的调压措施、电力系统无功优化调度调压措施等方面阐述了ADN无功电压控制方法。基于当前研究现状,总结了现有关于ADN无功电压控制研究存在的不足,并指出了在未来亟待解决的几个问题。     

基于图论的主动配电网双阶段电压控制

对分布式电源实施主动管理可以减小其出力间歇性和随机性给配电网造成的负面影响,但这也对配电网的电压控制提出了更高的要求。首先介绍了主动配电网电压控制的特点,采用图论对主动配电网的网络结构进行描述。提出了主动配电网双阶段电压控制方法,该方法是通过优化系统中各分布式电源的无功出力共同协作将电压控制在规定范围内。最后,在8节点和30节点配电系统验证了所提方法的有效性和实用性。     

主动配电网集中/就地自适应无功电压控制方法

针对当前集中控制方法不能适应配电网不同应用配置工况、就地控制难以协调发挥设备及光伏无功电压调节性能的问题,提出一种主动配电网集中/就地自适应无功电压协调控制方法,根据配网控制条件将设备及光伏的控制模式划分为就地趋优控制和集中优化控制两部分。在就地趋优控制方面,建立协同功率因数和动态趋优因子指标,兼顾全局需求调节光伏与设备无功出力;在集中优化控制方面,根据无功充裕程度选择电压越限风险或网损最小为目标,进行无功优化:通过实际配电网算例仿真验证所提策略的有效性。结果表明该方法可以主动适应配电网控制条件不健全的情况,在优化无功出力、改善线损和电压水平等方面具有优越性。     

主动配电网电压协调控制

分布式发电的协调控制与管理为主动配电网的主动电压调节提供了更多的技术手段,使得主动配电网的电压协调控制成为可能。分析了分布式发电对于现有配电网电压水平及其控制策略的影响,在此基础上研究并提出了主动配电网的电压分层协调控制体系及其策略。一方面利用馈线电压的精准估算,通过闭环控制逻辑实现单条馈线的电压水平实时控制,并设计了相应的主动配电网电压协调控制器;另一方面借助变电站变压器的分接头调节和电容器投切协调多馈线的电压水平,确保配网的电压质量。针对一个双馈线主动配电网的仿真试验验证了所提控制策略的有效性及实用性。     

主动配电网电压分层协调控制策略

主动配电网中间歇式能源接入给配电网电压控制提出了更高需求。与此同时,可控分布式电源、储能装置及新型配电系统柔性交流输电设备等可控元素的加入在相当程度上增大了配电网电压控制复杂程度,使现有的控制方式受到了挑战。结合主动配电网可控元素复杂多样及控制结构灵活多变的特点提出了主动配电网电压分层协调控制策略。该策略基于配电网辐射状网架结构将控制区域划分为自治控制区域与协调控制区域两部分,并利用等效节点电压上下限指标区分控制边界,规避常规电压控制常见的调节振荡问题,在此基础上采用自上而下的方式,充分利用主动配电网有载调压变压器、分布式电源以及电容器等电压调节设备实现电压越限的调节,并通过算例仿真验证了该控制策略的有效性。     

计及电压波动的配电网无功优化运行

针对由于分布式电源(Distributed Generation,DG)出力和负荷的不确定性而引起的电压波动的问题,采用电容器组、分布式电源和静止无功补偿装置(Static Var Compensator,SVC)协调控制的方法,平抑电压波动。首先,在电容器组静态优化时,运用网络参数变动定理修正系统潮流,提高潮流计算的速度,快速得到补偿后新的各节点电压。其次,对于电容器组的静态优化结果,采用谱系聚类法合并分段,满足投切开关动作次数的约束,确定各电容器组的动作时刻和补偿容量,为实时电压控制建立良好的控制环境。最后,在电容器组补偿的基础上,分析DGs、SVC无功出力极限并作为约束条件,当实时节点电压越限时,通过电压灵敏度分析计算DGs、SVC实时无功调节量,并通过算例分析验证该方法的有效性。     

主动配电网DSM技术在德国的发展

在介绍德国电力系统基本情况和能源需求的基础上,详细阐述了德国近几年主动配电网及其在电力需求侧管理项目上的最新进展和发展趋势,包括分布式电源和电动汽车接入的主动配电网项目、能源互联网项目、Dispower项目等。     

分布式电源接入下配电网电压无功控制效果分析

分布式电源的接入对配电网的运行状况会有很大的影响,尤其是配电网的电压分布以及网络损耗方面。首先给出了分布式电源和负荷的详细模型,通过准确建模真实模拟电网潮流变化情况。然后引入一种基于规则的电压无功控制方法,以加入分布式电源和具体负荷的IEEE13节点典型馈线系统作为仿真算例,通过电压变化曲线和系统消耗功率等指标验证该算法在分布式电源接入情况下的有效性,并分析接入分布式电源的配电网的电压无功连续控制效果。     

极坐标系下主动配电网三相线性潮流计算方法

线性潮流计算方法可以提高主动配电网集中优化控制的鲁棒性和快速性。随着分布式电源在主动配电网中的广泛接入,配电网中的电压控制节点逐步增多,以保持正常的电压水平。现有直角坐标系下三相线性潮流无法处理本地压控节点,现有极坐标下的线性潮流模型未能详尽考虑分布式电源控制特性、网损分摊特性与配电网三相特点。因此提出三相极坐标系下的线性潮流计算方法来解决这个问题。所提方法考虑了Y或Delta型连接ZIP负荷、单相或三相分布式电源(Distributed Generators, DGs)等类型。同时考虑了DGs的详细控制模型和分布式松弛母线模型。最后通过三相不平衡的IEEE 13,34,37和123节点系统验证所提方法的精度和对各种节点类型的适应性。     

基于主动负荷转供的配电网电压控制方法

针对现有配电网无功电压控制方法在控制设备资源不足的情况下,难以满足配电网电压调节需求的现状,本文基于配电网典型接线结构及电压控制分析,提出了一种基于主动负荷转供的配电网电压控制方法。该方法以时间段内线路节点电压合格率最高为目标函数,建立主动负荷转供的电压控制模型,并通过对模型的算式拓展进行模型的求解,维持线路电压在合格范围之内。以某实际配电网环网组线路为例,对传统的控制方法和本文所提方法进行仿真对比,结果验证了所提方法的有效性,并表明该方法在节能降损、电压质量治理等方面具有优越性。     

主动配电网优化技术研究现状及展望

分布式电源(distributed generation,DG)和电动汽车的大量接入、智能家居的普及、需求侧响应的全面实施等显著增强了配电系统规划与运行的复杂性,同时,未来的配电网对规划与运行的优化策略提出了更高的要求。作为未来配电网的一种发展模式,主动配电网(active distribution network,ADN)开始受到人们的关注。介绍了ADN的概念和内涵,从规划和运行2个方面总结了ADN优化技术的国内外研究现状和关注重点,并从"源-网-荷"互动的综合优化、多周期优化及其协调配合、分层分布式优化策略等3个角度对其未来的发展趋势进行分析和梳理。     

基于有功-无功协调优化的主动配电网过电压预防控制方法

分布式发电接入配电网,可能引起过电压从而限制其并网能力。针对配电网的运行特点,文中提出了采用三相配电网模型的过电压预防控制方法。首先,采用电压对节点注入功率的三相灵敏度,分析了配电网中利用有功—无功协调控制电压的必要性;然后,基于三相模型,提出了综合调度分布式发电(DG)和无功补偿设备的优化模型。最后,采用IEEE 123节点三相标准测试系统的数值仿真表明,文中方法可以满足不对称主动配电网的运行要求,有效提高配电网消纳DG出力的能力。     

基于多代理技术的直流配电网电压控制方法

提出了一种智能多代理电压控制方法以应对高分布式电源渗透率给直流配电系统电压调节带来的挑战。所提控制方法分为2层,在第1层中,将与交流/直流(AC/DC)转换器相接供电节点设置为中枢点,通过调节该节点电压来把系统电压控制在规定的范围内。在第2层调节方案中,通过优化系统中所接分布式电源的有功出力来控制直流配电系统电压。算例验证了所提电压控制方法的有效性和经济性。     

含柔性多状态开关的主动配电网有功-无功协调动态优化

多端柔性多状态开关(FDS)作为可实现功率实时调控的装置,有利于实现主动配电网的运行优化。文中基于FDS接入配电网的拓扑和运行数学模型,建立含FDS支路的配电网有功-无功协调动态优化运行模型:构建多时间尺度有功-无功调度架构,以最优网损和电压均衡为目标函数,并考虑计及系统安全和断面动作限制的运行约束条件。为提高多断面潮流模型的求解效率和松弛精度,提出针对二阶锥规划和非线性规划的模型求解优化方法,并利用求解工具集SCIP等算法包获取测试结果。最后,依托实际工程数据,在含三端FDS主动配电网系统中展开仿真测试,结果呈现了FDS接入对主动配电网电能质量改善、运行策略优化和潮流智能分配的积极影响,并验证了所述方法的寻优稳定性和计算高效性。     

主动配电网的分层能量管理与协调控制

大规模的可再生间歇式能源并网,给配电网的管理带来巨大挑战。主动配电网通过对其进行主动管理和协调控制,实现间歇式能源的有效消纳。该文提出主动配电网的分层能量管理与协调控制体系,基于主动配电网的控制区域划分和信息模型融合,研究全局优化技术和局部控制模式,分析各控制模式的适用场景,给出全局优化启动的条件,实现局部控制模式的主动切换。最后通过对佛山主动配电网示范工程实例的仿真分析,验证分层能量管理体系的有效性。     

空调负荷参与配电网电压管理的分布式控制方法

配电网中空调负荷的规模随着生活水平的提高在快速增长,而带有空调的建筑具有热缓冲能力,使其具备了参与需求侧响应的价值.与此同时,分布式光伏发电在配电网中的渗透率也在逐步提高.光伏发电的波动对配电网电压稳定性造成了消极的影响.文中提出一种基于分布式趋同控制的方法,通过聚合商之间建立的有限通信链路对聚合空调负荷进行调度,以参...     

低压配电网无功补偿分散配置优化方法

针对低压配电网集中配置无功补偿装置无法解决电压质量问题,提出了一种低压配电网无功补偿分散配置优化方法。优化模型的目标函数为最小化配电网的网损,约束条件包括各个节点电压的上下限和无功补偿点补偿容量的上下限。先以所有负荷节点作为候选补偿点,采用内嵌二次罚函数处理离散变量的非线性原对偶内点法求解优化模型,得到理想分散无功补偿配置方案,同时获得配电网的大致无功补偿容量需求,在此基础上综合考虑无功补偿装置的投资费用以及便于装置的运行管理等要求,选定几个重要补偿点再次求解优化模型,获得最终的实用分散无功补偿配置方案。对几个实际低压配电网台区进行的分析计算验证了方法的有效性和实用性。     

有源配电网的智能分布式馈线自动化实现方法

对现有的馈线自动化(FA)模式进行了比较和分析,并针对有源配电网的特点,提出了一种基于有向节点配置方法和通用面向对象变电站事件(GOOSE)高速通信处理机制的智能分布式FA实现方法。该方法结合功率方向保护元件与智能分布式对等网络(peer to peer)的通信特点,既满足了有源配电网FA的需求,又降低了故障处理过程对终端间通信信息的依赖问题;还提出了通道异常的后备处理机制,最大限度地避免了越级跳闸。基于以上智能分布式FA实现方法,结合IEC 61850标准化建模技术及GOOSE高速信息交互技术,采用双核CPU平台设计研制了新型智能配电终端装置。该装置可快速实现故障定位、故障隔离和供电恢复。目前,该装置已在全国多个重点工程中投入运行。     

配电网全网电压无功协调控制策略

针对当前配电网控制现状,设计了配电网全网电压无功协调控制策略。以"电压自下而上判断,自上而下控制;无功自上而下判断,自下而上控制"为原则,引入节点间电压变化灵敏度概念,在保证受控点电压合格、无功就地平衡的基础上,根据节点间电压变化灵敏度对调控结果进行预判,兼顾不同的电压等级电网及区域电网的电压质量及无功平衡情况,实现高、中、低压配电网间多种调压及补偿设备的协调控制。该控制策略已投入试点工程应用,运行效果良好。