挖掘光伏无功能力的配电网无功电压协调控制策略

在高渗透光伏接入多电压等级配电网中,针对低压分布式光伏无功能力没有被充分利用和高/中/低压配电网无功电压未整体协调优化的问题,提出了一种充分挖掘光伏无功能力的多电压层级配电网无功电压协调控制策略。在低压配电网中,对于暂不具备通信网络,无法实现统一调度的光伏逆变器,采用3种就地自主电压控制模式进行实时无功电压控制;在多电压层级配电网无功电压协调控制模型中,考虑包括具备通信网络的光伏逆变器在内的各种无功源,建立电压分区和主导节点选择模型,设计上层全局优化和下层分区优化的双层协调控制策略,该策略充分挖掘了光伏无功对配电网电压的调节能力,实现对整个配电网的无功电压精准控制。将所提策略应用于江苏某220 kV主变区域实际系统,验证了其无功电压控制和消纳光伏发电的优势。     

含扶贫式光伏农村配电网电能质量综合控制技术研究

针对含扶贫式光伏的农村配电网运行特点,提出在逆变器功率控制的基础上,光储联合发电分时协调控制技术。分析了扶贫式光伏电源接入农网后逆变器电压/无功控制原理,在某低压台区建立了光储联合发电系统。其中对逆变器设置死区控制环节保证无功调节优先性,同时分时对光伏电源和储能进行协调控制,平滑功率输出。最后结合Opendss软件对某低压台区进行验证,仿真结果表明所提控制策略能够有效提升农网电能质量运行水平。     

多电压等级不平衡主动配电网电压无功自适应多目标协调优化

高间歇性DG持续大量接入给传统配电网电压无功控制带来严峻挑战。利用新兴DG与传统设备(如电容器、OLTC等)进行电压无功协调控制显得尤为重要。然而,现有协调控制研究多采用负荷与出力的日前预测,并基于平衡网络模型和单一电压等级假设,导致其控制结果不合理或不可行。为应对上述技术挑战,基于主动配电网双向信息通信并采用自适应动态权重策略,提出一种含中压(三相三线)和低压(三相四线)的多电压等级不平衡主动配电网电压无功自适应协调优化控制策略。通过中压侧传统三角形开关电容器与低压侧新兴分布式光伏逆变器的协调控制,实现网损、电压幅值、不平衡度、电容器动作成本及光伏逆变器出力成本的综合运行优化。为有效求解上述配网最优潮流问题,采用改进直接法潮流和粒子群算法进行联合求解。最后,基于某澳大利亚真实配电网开展24 h多场景仿真,以验证所提电压无功控制的可行性、有效性及优越性。     

含分布式电源的配电网无功补偿分区平衡优化调节方法

提出一种含分布式电源的配电网潮流可行解调节方法。在配电网进行无功控制分区的基础上,定义了配电网分区负载率,然后设计考虑电压自动控制系统AVC站配协调控制的无功平衡优化调节方法。具体包含:配电网无功补偿分区平衡优化调节方法和变电站AVC站配协调调节方法,并且在调节过程中前者优先于后者。对于前者模型采用免疫遗传算法进行求解,对于后者采用直接法进行计算。所提方法通过对配变低压侧无功补偿柜、分布式电源进行无功补偿分区平衡和变电站AVC的电压协调控制,调节出无功分区平衡、各个节点电压满足合格要求、有功网损较低的潮流可行解。成都某实际10 kV 55节点配电网的仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于光伏逆变器无功调节的低压配电网多模式电压控制

针对大规模户用光伏接入引起的低压配电网电压越限问题,以逆变器无功控制为手段,提出了一种多模式逆变器控制策略,以提高低压配电网对光伏的消纳能力。基于电压灵敏度理论,定义了虚拟注入有功功率的概念,实现了节点有功和无功功率之间的折算。根据节点虚拟注入功率将光伏发电的并网分为过电压抑制、欠电压抑制以及网损和功率因数的优化三种模式。当网络出现过电压(欠电压)运行风险时,以风险的抑制为目标调节逆变器无功功率;当网络运行无风险时,则以网损和功率因数的优化作为逆变器的无功调节依据。此外,为了实现就地的协调控制,结合全网电压灵敏度矩阵建立了不同节点光伏逆变器控制参数的优化模型,实现网络无通信条件下的协调电压控制。仿真结果表明,所提的多模式电压控制方法可以有效地抑制网络电压越限,同时使网络损耗和功率因数也得到优化。     

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。     

分布式光伏电源与配电网协调控制策略研究

针对分布式光伏电源的消纳问题和接入中低压配电网引起的配电网安全运行问题,研究了分布式光伏电源的模型及控制机制,并对配电网电压的控制方法进行了分析;在此基础上,提出了一种分布式光伏电源有功-无功解耦和对配电网电压分区控制的协调控制策略;最后在DigSilent软件平台上搭建了含分布式光伏电源的IEEE33节点配电网模型对策略进行了仿真验证。该策略对提高分布式光伏电源的消纳能力,保证配电网的安全运行,有一定的参考价值。     

基于快速搜索与发现密度峰值聚类算法的含有分布式光伏的配电网电压分区协调控制

随着大量分布式光伏并入配电网,重要负荷节点电压越限的紧急情况更容易发生,这对当前潮流状态下电压控制的快速性提出了更高的要求。考虑电压集中控制方式控制过程复杂且传统的分区方法耗时较长等问题,首先以节点间的综合电压灵敏度为基础计算节点电气距离,根据电气距离构建节点相似度矩阵,并采用快速搜索与发现密度峰值聚类算法对配电网进行快速分区;然后考虑本地光伏独立调压能力的不足,提出了一种先无功后有功的电压分区协调控制策略;最后通过IEEE33配电网算例的仿真结果验证了该分区方法的快速性和电压分区协调控制策略的有效性。     

光伏逆变器无功调节能力分析与控制策略研究

通过建立光伏逆变器接入配电网稳态分析模型,以接入点运行电压、最大运行电流和SPWM调制控制条件为约束,分析了不同工况下逆变器的无功调节能力。构建接入配电网运行时面向电网电压调整的无功功率控制策略,该策略以控制接入点电压为目标,逆变器通过补偿系统需求的无功对电压进行支撑。构建分布式光伏接入配电网应对配电网负荷变化和光伏注入功率变化引起的电压无功调整仿真实验,验证了该策略的有效性。     

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。     

含分布式光伏的有源配电网无功电压控制策略研究

分布式光伏的日益普及和负荷的波动加剧了配电网电压和无功功率扰动的风险.鉴于此,本文提出了一种基于九区图和光伏逆变器的无功电压控制策略.首先,构建了一种时间序列控制结构,减少了传统设备的动作次数,消除电压冲突.其次,构建非侵入式无功电压控制模型,利用多个设备的灵敏度值,计算光伏的无功功率输出并跟踪光伏逆变器控制范围内的参...     

基于模糊逻辑的低压配电网高比例户用光伏无功控制策略

为了解决高比例户用光伏接入低压配电网所带来的电压越限和电压波动问题,降低网络运行风险,提出了一种基于Mamdani模糊推理的户用光伏无功控制策略。该策略引入了模糊逻辑思想,采用并网点电压偏移量和光伏有功变化率作为输入量以分别适应电压越限和电压波动场景,根据输入量与逆变器无功输出量之间的逻辑关系制定了模糊规则,经去模糊化过程得到光伏逆变器的无功输出。利用电压灵敏度理论对不同节点输入量的三角形隶属度函数参数进行协调设计,充分利用了各节点户用光伏逆变器的无功容量。仿真算例结果表明,所提方法能够有效缓解电压越限和电压波动问题,相对于传统逆变器无功下垂控制,电压越限和电压波动均得到有效抑制。     

基于HEM灵敏度的配电网分层分区电压调节策略

针对光伏接入后潮流倒送和出力波动带来的电压越限问题,提出一种基于全纯嵌入法(holomorphic embedding method, HEM)灵敏度分析的光储参与配电网分层分区电压调节方法。首先,建立储能和光伏的无功出力模型,并推导出基于HEM的配电网电压灵敏度矩阵,根据灵敏度矩阵运用聚类对配电网进行分区。然后,建立上层电压优化模型,通过全局和分区优化协调调度并网储能、光伏电站与无功调压设备对节点电压和网损进行优化;下层电压调节模型进一步挖掘并网小型分布式光伏及储能的无功能力,基于所得电压灵敏度对各区内越限节点的电压进行调节。最后,应用于某省35 kV的配电网实际系统,验证了所提灵敏度计算方法能够提高电压灵敏度的计算效率以及所提分层分区调压策略能够较好地改善光伏并网后电压越限问题。     

含高比例光伏的配电网电压协调控制策略研究

随着分布式光伏大量接入,电压波动问题严重威胁着配电网安全稳定运行。为了改善高渗透率光伏并网后的配电网电压水平,提升系统的调压能力,提出了一种含高比例光伏的配电网电压协调控制策略。该策略通过协调光伏有功和无功,以及变压器OLTC实现配电网的电压协调控制。对光伏出力比较大的高、中压配电网,使用基于PI控制器的有功控制;对于光伏出力较小的低压配电网,采用无功控制方法保证母线电压处于允许偏移范围;此外,将调整OLTC的分接头作为一种后备调节方式。算例的仿真结果验证了所提控制策略可以明显改善配电网电压水平。     

基于HEM灵敏度的配电网分层分区电压调节策略

针对光伏接入后潮流倒送和出力波动带来的电压越限问题,提出一种基于全纯嵌入法(holomorphic embedding method, HEM)灵敏度分析的光储参与配电网分层分区电压调节方法。首先,建立储能和光伏的无功出力模型,并推导出基于HEM的配电网电压灵敏度矩阵,根据灵敏度矩阵运用聚类对配电网进行分区。然后,建立上层电压优化模型,通过全局和分区优化协调调度并网储能、光伏电站与无功调压设备对节点电压和网损进行优化;下层电压调节模型进一步挖掘并网小型分布式光伏及储能的无功能力,基于所得电压灵敏度对各区内越限节点的电压进行调节。最后,应用于某省35 kV的配电网实际系统,验证了所提灵敏度计算方法能够提高电压灵敏度的计算效率以及所提分层分区调压策略能够较好地改善光伏并网后电压越限问题。     

考虑逆变器无功充裕性的含高比例户用光伏低压配电网电压控制策略

当前大规模户用光伏接入低压配电网逐渐成为趋势,然而高比例户用光伏并网将引起严重的潮流逆向,导致电压越限和网损增加。首先,结合低压配电网的线路参数和拓扑结构,对低压配电网中电压-有功和电压-无功的量化关系进行了分析;在此基础上,考虑光伏逆变器的容量特性和节点电压偏移限制,提出了含高比例户用光伏的低压配电网无功裕度评估方法;为尽可能降低光伏并网有功的削减,以网络无功充裕性为依据设计了就地的有功无功综合控制策略;为了兼顾控制的效果和经济性,结合低压配电网的拓扑特点,进一步提出了不同节点间的控制参数优化整定方法。仿真结果表明,所提控制方案能够高效利用逆变器无功进行电压控制、降低光伏并网有功削减,同时实现网损的优化。     

分布式光伏接入下配电网输出电压振荡抑制研

为使分布式光伏接入下配电网的输出电压稳定且不出现越限行为,对分布式光伏接入下配电网输出电压振荡抑制方法进行研究。构建分布式光伏接入下配电网运行模型,采用基于无功/有功协调控制的电压振荡抑制方法,经逆变器无功功率补偿方案,实现光伏接入节点的无功补偿,保证配电网输出电压稳定;如果逆变器无功功率为最大值时的输出电压仍出现振荡模式,则采用基于灰狼寻优算法的有功功率控制方法,获取可以保证输出电压振荡幅度最小的有功功率削减值,均衡光伏发电功率,抑制分布式光伏接入下配电网输出电压的振荡。经实验测试表明：该方法抑制下配电网输出电压稳定,不存在异常振荡模式。     

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。     

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。     

用于配电网过电压平抑的分布式光伏多模态协调控制算法研究

随着我国的能源转型进入关键时期,分布式光伏在配电网的大规模应用已成为重要趋势.然而在光伏功率过剩时可能引起配电网过电压、逆潮流等问题,威胁配电网的安全稳定运行.传统配电网调压方法如有载调压、定点无功补偿、大规模弃光等,存在调压性能有限、经济性差、光伏利用率低等缺陷,不再适用于含大量分布式光伏的配电网.因而本文充分发掘分布式光伏的调控潜力,从单机调控与多机协调两方面优化配网台区潮流,从而在提升光伏发电利用率的同时,实现对配电网过电压平抑.文章在配电网电压灵敏度分析的基础上,首先对分布式光伏系统运行的多种模态进行划分,在优化了传统的光伏无功控制方案基础上,进一步加入了有功功率削减模式,实现单机光伏系统对连接点电压的控制与优化;同时考虑单机调控能力受限时,依据灵敏度排序进行分布式光伏间的协调优化,通过单机与多点多机两个层面的协调优化与综合调控的配电网台区的电压优化控制.经验证,本文所提的分布式光伏系统优化协调算法,能够提高电压调节的效率,并且有效减少分布式光伏系统的弃光率.