主动配电网无功电压优化控制的研究

发布时间：2020-07-24 02:52

【摘要】：传统化石燃料的枯竭及其对环境的污染促进了清洁能源的大力发展,以风、光为代表的清洁能源以分布式电源的形式接入配电网,电网结构发生了很大的变化,极大地影响了电网的运行控制。分布式电源并入主动配电网使电网潮流由单向变为双向,同时风力发电、光伏发电等出力的不确定性使电压波动变大,给电压的优化控制带来了困难。而无功电压优化控制是主动配电管理系统的重要组成部分,是实现配电网安全、稳定、经济运行的重要途径,因此将其作为课题研究具有重要的意义。对配电网进行控制首先要有控制方式,本文详细阐述了参与主动配电网电压控制的方式及各种方式的控制机理。在分布式电源方面,介绍了风力发电、微型燃气轮机、光伏发电的并网结构,分析了它们如何通过与电网进行功率交换来控制电压;在电网方面,介绍了传统的并联电容器、静止无功补偿器等补偿装置和有载调压变压器;在用户方面,分别介绍了基于激励和基于价格的两大类需求响应方式,说明了用户如何通过需求响应来主动地参与电压调节。为了减小主动配电网中的不确定性对电压造成的影响,及时准确地感知电压态势,实现对电压的主动控制,本文将态势感知引入到主动配电网电压控制中来,提出了基于灰色关联分析的电压态势感知方法。将与电压密切相关的风速、光照强度、负荷构成因素集,用灰色关联的思想挖掘各态势间的关系,对电压态势及未来趋势进行感知。为了提升感知效果,基于灰色关联度的性质对其进行改进,优化了算法。对IEEE 33系统和PGE 69系统仿真测试,算例结果表明,所提方法能很好地对电压态势及其未来趋势进行感知,然后通过电压合格率指标来对电压态势进行评估,进而指导电压的优化控制。当系统感知到电压越限,发出信号时,需对无功电压进行优化控制。在主动配电网中,分布式电源要主动地参与进来,而不是被动地接入,用户侧资源也应该通过需求响应的方式参与到电网的运行控制中。因此,为了充分利用电网中的资源,使无功电压的控制更加灵活,更加可靠,本文提出一种基于源-网-荷三方互动的无功电压优化控制方法,源、网、荷三者之间相互协调配合并主动参与无功电压的调节。考虑到电网运行对安全性和经济性的要求,以网损和系统电压偏移作为目标函数,以状态变量和控制变量作为约束条件构建多目标优化控制模型,将多目标粒子群算法改进后用于模型的求解,IEEE 33系统和PGE 69系统的仿真结果验证了所提方法可以达到很好的优化控制效果。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM712
【图文】：

分布式电压控制是指采用ＤＧ等调节手段对本地进行独立控制，同时通逡逑过电网各部分之间的能量传递和信息交互，达到控制电压的目的，分布式电逡逑压控制示意图见图１－２。逡逑Ｔｉ逦Ａ逦Ａ逡逑、ＯＬＴＣ邋｜逦｜逦「各１逡逑解丨斯．逡逑ｎ0／１0ｋｖ邋Ｑ邋Ｔ逦Ｑ邋Ｔ逡逑ｎ逦０逡逑Ｍｉ逦ｎ逦ｎ逡逑网逦＾ＴＣ邋！逦；逦「ｆＶ］逦「ｉＶｎ逡逑ｌ翁＂１Ｐ邋ｕ，逡逑？。一邋？邋Ｔ逦？邋Ｔ逡逑逦控制信号逦逦数据采集信号逡逑图１－２分布式电压控制示意图逡逑６逡逑

逦逦数据采集信号逡逑图１－１集中式电压控制示意图逡逑分布式电压控制是指采用ＤＧ等调节手段对本地进行独立控制，同时通逡逑过电网各部分之间的能量传递和信息交互，达到控制电压的目的，分布式电逡逑压控制示意图见图１－２。逡逑Ｔｉ逦Ａ逦Ａ逡逑、ＯＬＴＣ邋｜逦｜逦「各１逡逑解丨斯．逡逑ｎ0／１0ｋｖ邋Ｑ邋Ｔ逦Ｑ邋Ｔ逡逑ｎ逦０逡逑Ｍｉ逦ｎ逦ｎ逡逑网逦＾ＴＣ邋！逦；逦「ｆＶ］逦「ｉＶｎ逡逑ｌ翁＂１Ｐ邋ｕ，逡逑？。一邋？邋Ｔ逦？邋Ｔ逡逑逦控制信号逦逦数据采集信号逡逑图１－２分布式电压控制示意图逡逑６逡逑

向电网输出无功功率，即可以参与电网的无功补偿，实现电压控制。逡逑（３）永磁直驱式同步发电机组逡逑永磁同步发电机组并网系统如图２－３所示，风机与发电机之间没有变速机构，逡逑由风机直接驱动发电机的转子旋转，转子的转速由风机的转速决定。与双馈风机逡逑不同的是，变频器与电机的定子侧相连，而且变频器容量较大，为全功率变频器。逡逑电机的转矩及转速由电机侧变频器决定，电网侧变频器则保证发电机和电网之间逡逑的能量传递及无功功率的交换。逡逑Ａ逡逑隐｜＿逡逑永磁同步逦电机侧逦电网侧逡逑发电机逦变频器逦变频器逡逑Ｖ逡逑图２－３永磁直驱式同步发电机组并网系统逡逑由于采用永磁体励磁，发电机不需要从电网或发电机侧变频器得到无功功逡逑率，与双馈电机相同，网侧变频器同样采取网侧电压定向控制，使永磁直驱式同逡逑步发电机组也可以在一定范围调节输出电压。逡逑２．２．２微型燃气轮机逡逑微型燃气轮机（Ｍｉｃｒｏ－Ｔｕｒｂｉｎｅ，邋ＭＴ）以燃料和空气为介质，功率一般在几逡逑十千瓦到几百千瓦，其发电原理是高温燃气在涡轮中做功。微型燃气轮机并网系逡逑统如图２－４所示

【参考文献】

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1 刘文学;梁军;

本文编号：2768209