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考慮并網(wǎng)光伏電源出力時序特性的配電網(wǎng)無功規(guī)劃
日期:2015-03-19   [復(fù)制鏈接]
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文獻(xiàn)[6]研究了包含多種分布式電源的配電網(wǎng)無功規(guī)劃問題。文獻(xiàn)[7]在考慮了分布式電源有功、無功出力獨立調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)上,研究了含分布式發(fā)電系統(tǒng)的配電網(wǎng)無功規(guī)劃問題。

上述文獻(xiàn)對各種分布式電源的有功、無功出力進(jìn)行了分析,其中文獻(xiàn)[4-7]以分布式電源恒定有功、無功出力為前提條件,對配電網(wǎng)無功規(guī)劃問題進(jìn)行了研究,由于未考慮分布式電源出力的間歇性和時序性,規(guī)劃結(jié)果準(zhǔn)確性較差。

并網(wǎng)光伏逆變器光伏電池輸出的直流電變換成交流電輸送到電網(wǎng),同時有選擇地對電網(wǎng)補(bǔ)償一定的無功電流。其主電路一般采用電壓型全橋結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)與常規(guī)的靜止無功發(fā)生器(Static Var Generator,SVG)主電路完全一致。通常,光伏逆變器有一個最低工作電壓(常規(guī)逆變器為450V),當(dāng)光照度不夠(比如,陰天、晚上等),輸入電壓低于其最低工作電壓時,進(jìn)入休眠或離網(wǎng)模式。

此時,若改變其控制策略,可實現(xiàn)同時具有并網(wǎng)發(fā)電與無功補(bǔ)償功能或只具有無功補(bǔ)償功能的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)。充分利用光伏逆變器的無功出力,不僅可以節(jié)省傳統(tǒng)無功補(bǔ)償設(shè)備投資,并且具有良好的無功補(bǔ)償快速響應(yīng)特性,對提高配電網(wǎng)末梢的供電能力和電能質(zhì)量具有重要作用。

近幾年,已有文獻(xiàn)研究了利用光伏并網(wǎng)逆變器富余容量來進(jìn)行無功補(bǔ)償[3,8-11]和有源濾波[12,13]。文獻(xiàn)[3]對光伏并網(wǎng)發(fā)電及無功補(bǔ)償?shù)慕y(tǒng)一控制進(jìn)行了仿真和試驗樣機(jī)研制。文獻(xiàn)[8]提出了一種將無功補(bǔ)償、電壓波動補(bǔ)償與光伏并網(wǎng)發(fā)電相結(jié)合的、具有較強(qiáng)低電壓穿越能力的兩級式三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。文獻(xiàn)[9]提出了一種具有無功補(bǔ)償功能的單級式三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng),該系統(tǒng)在實現(xiàn)太陽能電池最大功率點跟蹤的同時,還能夠?qū)崟r補(bǔ)償本地負(fù)載的無功電流。

文獻(xiàn)[10]提出了一種單相光伏結(jié)合分段能量存儲系統(tǒng)的級聯(lián)多電平逆變器,實現(xiàn)了對電網(wǎng)的無功補(bǔ)償。文獻(xiàn)[11]提出了將光伏并網(wǎng)發(fā)電與無功補(bǔ)償、有源濾波相統(tǒng)一的思想,新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制策略使光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)能夠同時實現(xiàn)光伏并網(wǎng)發(fā)電與無功、諧波的補(bǔ)償。

上述文獻(xiàn)的仿真結(jié)果和實際應(yīng)用證明,通過合理的控制策略,光伏并網(wǎng)逆變器可以在保證最大有功輸出的同時,同步實現(xiàn)對電網(wǎng)的無功補(bǔ)償。因此研究并網(wǎng)光伏電源有功功率和無功功率輸出的間歇性和時序性,在充分利用并網(wǎng)光伏電源有功、無功出力的基礎(chǔ)上進(jìn)行配電網(wǎng)無功規(guī)劃,可以用較少的無功補(bǔ)償投資實現(xiàn)配電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)且高效地運行。

結(jié)論


本文考慮并網(wǎng)光伏電源的間歇性建立了其出力時序模型,在充分利用并網(wǎng)光伏電源有功、無功出力的基礎(chǔ)上,提出了配電網(wǎng)無功規(guī)劃模型和求解方法,通過無功規(guī)劃實例分析,得出如下結(jié)論:

(1)并網(wǎng)光伏電源具有較強(qiáng)的無功輸出特性,配電網(wǎng)無功規(guī)劃時應(yīng)合理利用。

(2)考慮并網(wǎng)光伏電源出力間歇性和時序性的出力模型將使配電網(wǎng)無功規(guī)劃結(jié)果更接近實際,更真實地反映出配電網(wǎng)規(guī)劃方案的各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

(3)利用混沌運動的遍歷性、隨機(jī)性和規(guī)律性的特點,結(jié)合配電網(wǎng)無功規(guī)劃問題的求解特點,對多種群粒子群算法進(jìn)行改進(jìn),在不過多增加計算量的同時,可以幫助局部最優(yōu)粒子逃離局部極值點,并快速搜尋到最優(yōu)解。

配電網(wǎng)負(fù)荷出力也具有明顯的時序特性,同時考慮負(fù)荷和并網(wǎng)光伏電源出力時序特性的配電網(wǎng)無功規(guī)劃能更好地提高無功規(guī)劃結(jié)果的合理性。本文只考慮了并網(wǎng)光伏電源,其模型和方法也可借鑒性地應(yīng)用于含其他分布式電源或多種分布式電源的配電網(wǎng)無功規(guī)劃研究。
 
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來源:分布式發(fā)電與微電網(wǎng)
 
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