配电网中分布式光伏并网PQ协调控制策略研究

发布时间：2020-04-19 17:16

【摘要】：光伏作为世界上发展最快的可再生能源,其潜在的价值被世界各国所青睐,高渗透率下运行已成为发展新态势。随着分布式光伏系统在配电网中的渗透水平不断提高,反向潮流引起的电压越限和用户功率因数不合格成为亟待解决的问题。当分布式光伏接入配电网后,如何针对逆变器制定合理有效的本地控制策略和通过分布式光伏的优化运行对网络进行最优分区实现区域电压控制,已经成为提高光伏渗透率的新要求、新高度。因此,重新审视分布式光伏接入配电网的优化运行与本地控制策略,具有重要的理论意义与工程价值。本文第一部分首先对分布式光伏接入低压配电网后产生的电压越限机理进行分析,确定以逆变器无功裕度调节为前提,有功功率削减做支撑的PQ协调控制策略思想。其次对电压越限时有可能发生的用户功率因数不合格问题,建立了以电压安全为主目标,功率因数合格为辅目标的控制模型,对系统出现的不同工况采用多模式切换控制,充分发挥各逆变器本地控制策略潜力和无功调节能力。在此基础上,对单个光伏并网和多个光伏并网系统进行测试,测试结果表明所研究的电压-功率因数双模式的逆变器本地控制策略的有效性。本文第二部分对目前迫切需要解决高渗透率分布式光伏并网所产生的电压越限问题,考虑多节点之间耦合度和电压偏差最小为前提,以逆变器输出有功和无功作为控制变量,在考虑节点电压灵敏度分析的基础上,采用一种网络分区理论的高比例分布式光伏并网集群电压控制策略。将配电网划分为若干个分区,针对每个子分区,采用闪电算法(LFA)优化方法的无功/有功电压分区控制方案来调节区内各节点电压。最后以33节点测试系统和某工程的典型现场数据为例,对多节点接入配网的优化控制策略及其算法进行仿真测试。测试结果表明所研究的的优化分区控制策略是正确的,建立的最优分区电压控制模型及其算法是有效的。
【图文】：

题背景及意义18 年 12 月召开的波兰国际气候大会，主流推进全球可再生能源结构占比，在吁下，发展中国家和发达国家的减排措施成效显著。其中我国作为能源大国，年底率先完成非化石能源占一次消费比重达到13.8%左右，碳强度下降了46%[-2019 年我国及全球新增装机量数据表明，进入 21 世纪以来，全球能源结构“清洁化、多元化”态势快速发展。近 10 年来，我国各个地区的光伏装机容量已经由传统的集中式逐渐转变为大规模分布式接入低压配电网，呈现“高渗透发、低压型接入、就地消纳”的态势[3]。同时，随着光伏、风电等清洁能源的式接入，特别是对于通信薄弱、负荷分散、调度方式落后的农村配电网而言，式光伏接入配电网造成一系列电能质量问题。波兰会议的召开加快了我国可再展与消纳可兼容性，由此解决电能质量问题中电压越限与用户整体功率因数协方案措施研究应运而生。

绪论络分区数学模型，，减小节点间的耦合度，分区内以电压偏差最小、无功/有功变化量最小为目标建立无功优化模型，采用闪电算法进行求解，且对闪电算法进行详细介绍与性能分析。为验证其正确性与有效性，通过 IEEE33 节点和典型工程数据进行仿真测试。论文框架如图：
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM615

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本文编号：2633540