含高渗透率光伏的配电网电压协调控制方法研究

本文首先针对分布式光伏发电接入点的特性进行深入探讨后,总结出来一种分布式光伏发电协调控制方法,该方法能够有效避免产生馈线电压超过上限现象。其主要是针对分布式发电单元的接入点位置在出现电压超越现象的时候能够实现自动启动,这样就能够对光伏入网的有功功率进行合理限制,在此基础上有效的避免了出现电压超越上限的问题,由此也能针对目前光伏发电接入配电网经常出现的电压超上限问题进行有效解决。

1分布式光伏协调控制系统

本文设计了分布式光伏协调控制系统,提出了一种防止馈线电压越限的分布式光伏发电协调控制方法。协调控制系统充分利用了现有分布式光伏发电单元的通信接口和远程控制能力,采用无线通讯方式,实现了多个分布式光伏发电单元的开放式、分布式协调控制。

分布式光伏协调控制系统采用主从控制结构,具体由一个协调控制中心和多个协调控制终端构成,如图1所示。协调控制中心是具有远程通信功能的工业PC机,主要负责信息的处理和协调控制命令的生成,控制多个协调控制终端运行。协调控制终端负责采集并网点电压和逆变器实发有功等信息并上传中继单元,接收中继单元下传的控制命令,对光伏逆变器实施控制,调整光伏注入配电网的有功。

协调控制终端与中继单元之间采用无线射频的通信方式,中继单元与协调控制中心可以采用灵活的通信方式,如有线或5G等。

2防止馈线电压越限的分布式光伏发电协调控制方法

当配电网中的某个分布式光伏发电单元的协调控制终端检测到其接入点电压vi>Vc1时,启动通信连接,该协调控制终端向其他协调控制终端发送广播命令。各控制终端接收到命令后,开始记录各接入点的电压和分布式光伏发电所发出的功率。

分布式光伏注入配电网的有功上限值预测可采取如下方式实现:

1)关键接入点分布式光伏注入配电网有功上限值预测:

假设光伏发电接入点的实际的预警电压值分别为Vc1和Vc2,而且Vc2要大于Vc1。Vc1主要表示的是在t0时间阶段上在接入点位置上实现产生的电压值vp(t0)的具体数值,在这一时间阶段上光伏发电系统实际上输出的功率值达到了Pp(t0),该数值就是上图中的A点。光伏逆变器在实际的运行过程中电压主要是按照实际0.5% pu的方式步进,这也就表示当处于时间节点t1的时候p点实际产生的电压值vp(t1)达到了Vc1+0.5%,在这一时间节点光伏实际的输出有功功率达到了Pp(t1),该数值就是上图中的B点。但是上述t0以及t1这两个时间点之间的间隔相对较小,因此,接入点的电压以及功率实际上呈现出的是一种线性关系,而且这一线性AB的斜率为:

(1)

将AB延长至C点,使C点的电压值为Vc2,曲线斜率不变,则可知电压到达Vc2时对应注入有功应为Pp,res(t2)为,

(2)

2)其他接入点分布式光伏注入配电网有功上限值预测

当同样处在t0时间节点的时候,在接入点j位置实际产生的额电压为vj(t0),光伏实际的输出功率达到了Pj(t0),同样,与B所对应的B′,同样处在t1时间节点的时候,接入点j实际的光伏电压为vj(t1),分布式光伏注入电网有功Pj(t1),直线A′B′的斜率为

(3)

在t2时间节点,光伏接入点p实际产生的电压值达到了Vc2时,那么相对应的光伏接入点j实际产生的电压值V′c2, j(t2)。分布式光伏因为是处在了同一个区域,因此其实际上受到了光照强度也基本相同,因此,输出功率实际产生的变化程度也基本相同,在这种情况下,两个接入点j以及p实际电压值呈现出如下关系:

(4)

由上式可得出接入点j的电压预警值:

(5)

将直线A′B′延长至C′点,使C′点电压值为V′c2,j(t2),由此得出接入点j处的注入有功上限值为:

(6)

3 结论

在本文的研究过程中针对光伏注入电网的管理主要采取了一种分布式光伏发电注入电网有功方法,在此基础上还需要针对分布式光伏实际的协调控制模式以及馈线终端设备的管理以及调压变压器的管理等问题进行深入研究,这样就能够为分布式电源接入提供更加科学的管理依据。

摘要：本文首先针对分布式光伏发电接入点的特性进行深入探讨后,总结出来一种可以防止馈线电压越限的分布式光伏发电协调控制方法。该方法利用分布式光伏逆变器提供的通讯接口,采用无线通信方式实现多个光伏逆变器之间的协调控制。

关键词：光伏发电,大规模,配电网电压,协调控制

参考文献

[1] 陈权,李令冬, 王群京, 等. 光伏发电并网系统的仿真建模及对配电网电压稳定性影响[J]. 电工技术学报, 2013, (03): 241—247.

[2] 潘琪,徐洋, 高卓. 含分布式光伏电站接入的配电网三级电压控制系统设计[J]. 电力系统保护与控制, 2014, (20): 64—68.

[3] 丁明,王伟胜, 王秀丽, 等. 大规模光伏发电对电力系统影响综述[J]. 中国电机工程学报, 2014, 34(1): 1—14.