【摘 要】
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用清洁能源替代化石能源是我国能源结构改革的重要举措,其中,光伏发电技术趋于成熟,已得到大规模应用。随着“碳达峰、碳中和”目标的提出,光伏迎来了新一轮的发展机遇,配电网的安全、稳定、经济运行也遇到了新的挑战。因此,有必要高比例光伏逆变器的配电网电压控制进行研究。本文针对高比例光伏并网引起的电压越限、骤变、波动等问题展开了相关研究:1)提出了考虑电压变化率的光伏逆变器多模式协调电压控制策略。该策略将电
【基金项目】
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国家自然科学基金区域创新发展联合基金(U19A20106);
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用清洁能源替代化石能源是我国能源结构改革的重要举措,其中,光伏发电技术趋于成熟,已得到大规模应用。随着“碳达峰、碳中和”目标的提出,光伏迎来了新一轮的发展机遇,配电网的安全、稳定、经济运行也遇到了新的挑战。因此,有必要高比例光伏逆变器的配电网电压控制进行研究。本文针对高比例光伏并网引起的电压越限、骤变、波动等问题展开了相关研究:1)提出了考虑电压变化率的光伏逆变器多模式协调电压控制策略。该策略将电压变化率纳入研究范畴,通过光伏逆变器自身的电压控制能力进行实时电压控制。首先,将逆变器划分为三种运行模式,并建立不同模式下电压变化率与注入无功变化率的关系,然后通过单逆变器多模式和多逆变器多模式的协调,提高控制效果。算例表明所提策略能够延缓电压变化,电压骤变且越限严重时能缩短配电网失控时间,时间允许内则独立完成控制。这为含高渗透率光伏配电网中的电压骤变问题提供了解决方案。2)提出了光伏逆变器多模式协调的配电网两阶段电压控制策略,充分利用逆变器快速连续调节的优势。该策略将光伏逆变器划分为可以适应配电网两级电压控制的要求经济预防、经济控制和高效控制三种运行模式。同时考虑了自适应时延的影响,融合监测信息、预测信息和通信信息快速更新控制指令,提高了控制准确度。算例表明所提策略更能应对光伏出力多维不确定性带来的电压快速波动问题。算例仿真结果表明能够有效预防配电网电压越限、平抑电压波动。通过考虑多信息融合和自适应延时延,能够实现准确、快速电压控制。3)提出了一种主动配电网中快慢速设备日内协同的电压控制策略。先建立包含预测变量的混合整数非线性规划模型,并引入严格的动作时间约束规范快慢速设备日内协同关系。然后,利用场景筛选缩小求解范围,用高斯罚函数连续化离散变量,进一步用烟花算法进行求解,从而快速准确得到优化结果。算例表明所提策略能够解决慢速设备日内调节灵活性不足、快速设备调节容量低的问题。与传统控制策略相比,所提策略能够增大电压控制范围、加快收敛速度。本文计及光伏逆变器多模式协调的作用对配电网电压控制进行了研究,对保障配电网安全稳定运行具有重要意义。可以为进一步扩大光伏规模提供技术支撑,为实现“碳达峰、碳中和”目标助力。
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