湖南大学电气与信息工程学院、国网湖南省电力有限公司经济技术研究院的研究人员潘舒扬、李勇、贺悝、潘馨、胡斯佳,在2019年第21期《电工技术学报》上撰文,由于可再生能源出力的间歇性与随机性给配电网电压控制带来了挑战,因此本文提出了一种考虑微电网参与的主动配电网(ADN)无功电压分区与控制策略。
通过潮流计算,获得电压灵敏度矩阵,采用聚类算法构建分布式微电网在ADN中的控制空间,确定微电网主导的可控区域集合。在自动电压控制(AVC)系统的框架上,提出了考虑微电网参与电压柔性控制的AVC系统。通过该系统可合理调度微电网与传统无功补偿设备协调运行,并对ADN进行无功补偿,实现控制区域柔性且快速的自动电压控制,提升ADN电压质量。最后,通过IEEE 33节点系统验证了所提策略的有效性。
为应对能源枯竭以及环境恶化问题,分布式发电(Distributed Generation, DG)技术成为智能电网的发展方向。大量DG并入配电网,在提高清洁能源比例的同时,也会带来电压质量、系统稳定性等方面的问题。主动配电网(Active Distribution Network, ADN)技术可适应分布式电源接入配电网的发展趋势,通过灵活调节网络拓扑、主动优化控制无功补偿装置,ADN可达到改善系统无功电压水平的目的。
由于DG出力的随机性,加剧了ADN电压波动,使得系统的无功电压特性变得越来越复杂,呈现出变量多、维度高、范围广等特点。为了灵活控制系统电压、提升电能质量、降低电能损耗,亟待研究适用于ADN的电压控制策略。
目前,关于ADN电压调节策略研究主要有以下四种:
①采用具有无功调节能力的DG进行调压,由于DG输出有功会在配电网线路产生电压损耗,因此通过削减DG的有功输出可达到调压目的;
②利用馈线自动调压器(Step Voltage Regulator, SVR)及投切电容器(Shunt Capacitor, SC)进行调压,该类补偿器可有效提高电网电压稳定性、补偿不平衡负荷、抑制母线电压闪变,但响应速度和调节速度较慢;
③采用有载调压变压器(On-Load Tap Changer, OLTC),由于OLTC的可不断电操作以及设计简单特性,使其成为了配电网稳态电压调节领域最常用的调节方法。但是OLTC分接头调压不适用于长距离辐射状配电网调压,且动态响应能力差,需DG和OLTC协调控制;
④线路管理调压,由于配电网线路电压损耗与线路阻抗关系非常大,因此可通过对配电网线路改造来提升电压质量,但该方法改造范围广、成本高。