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主动配电网分区电压控制的研究

导读: 大量DG分散接入给ADN的电压控制带来极大的困难,目前的研究成果表明,有效的区域自治电压调节、充分发挥DG的灵活控制优势是解决这个难题的两个关键思路。

大量DG分散接入给ADN的电压控制带来极大的困难,目前的研究成果表明,有效的区域自治电压调节、充分发挥DG的灵活控制优势是解决这个难题的两个关键思路,对ADN进行分区电压控制尽管给中央控制系统带来了海量数据分析处理的压力,但它创造了电压弱耦合区域分散自治的局面,极大的提高了电压控制的效果。

在ADN电压控制分区划分方面,不同于输电网经常使用的按照电气距离和无功耦合程度进行的电压控制分区划分方法,ADN一般按照物理结构进行分区。针对含有多微网的ADN,提出一种分层分区电压控制方案,将每个微网作为一个电压控制分区,并在其中装设分区控制器,实现微网内部的电压控制,各个微网分区的电压控制相互解耦,由中央控制执行统一协调。一种将ADN中的用户和负荷根据所在位置以及接线情况进行电压控制分区划分的方法,一般的每个ADN上的母线及其所挂DG和负荷为一个单独分区,如果某一个母线上连接的DG和负荷较少,可以将其并入临近母线的分区,最终形成各个分区的DG、负荷容量基本一致的分区方案。一种在ADN馈线上按照有载调压变压器OLTC或SVR进行天然分段的电压控制分区划分方案。按照物理结构对ADN进行电压控制分区划分的方法满足分区控制的需求且可操作性强,得到了广泛应用。

对ADN进行电压控制分区后,还可利用自适应的分区合并提高ADN运行灵活性。提出一种分层分区电压控制策略,依据电压敏感系数以及DG的无功储备进行自适应分区,确保各个分区之间的低无功交换水平,实现各分区独立完成电压控制。提出一种考虑了不同设备的特点、优先级以及局限性的通用电压控制分区划分和自适应合并的方法,适用于各种配电网拓扑。提出的电压控制分区是固定的,避免了实时分区调整带来的复杂性,但是在相邻两个或多个分区出现类似的电压波动时,这几个分区可以自适应合并成为一个新的分区,而各个子分区的控制依然是独立的,这就将电压问题限制在ADN一个较大的分区内,仅需要对这个大分区内的设备进行控制。ADN电压控制分区的自适应合并兼具易操作性和灵活性,需要注意的主要是分区合并之后各子分区主电压调节设备的配合问题。

对DG进行灵活控制是解决ADN电压控制难题的重要手段。研究发现增加DG在ADN中的接入数量,并充分利用DG的无功输出能力,可以有效的抑制电压暂降程度。通过在ADN中控制DG输出的功率因数实现了多DG协调对关键母线电压进行控制,但是该方案响应速度慢,缺少动态电压控制的能力。提出一种利用DG进行ADN电压跌落支撑的控制方案。由于DG容量有限,因而仅利用DG进行ADN分区电压控制往往难以取得最好的效果,因此一些学者提出了将DG联合传统电压控制装置如有载调压变压器OLTC,SVR,SC等进行综合分区电压控制的方案。

相关提出一种使用DG,OLTC和SVR进行在线分区电压控制的ADN电压控制策略,并应用在一个实际的ADN中。该策略通过对设备投入优先级进行控制减小了调压设备之间的冲突,同时最大限度发挥DG的调压作用。提出一种OLTC和DG联合进行的分区电压控制的策略。该策略是只需要本地测量量就可通过估计器得到节点电压控制参考值,无需远端信号测量设备和通信设备,相比较传统的基于全网测量量的全局无功优化方法,经济性更好。

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