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威尼斯老品牌值得你信

时间:2019-12-10 16:50:55 作者:65055威尼斯人AG电脑版 浏览量:45907

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图8 基于交直流混合低压配电网转供模型

图3 逆变器的有功和无功容量曲线

  调节经济性也是制定控制方案需要考虑的重要因素。OLTC的调节造成设备磨损程度比较明显,并且不能频繁调节,因此单次调节的经济代价较高。光伏、储能以及DSTATCOM本身具备频繁的动作特性,但是设备投资和维护成本之间的差异也会造成调节经济性的不同。文献[40]考虑设备投资和运行维护成本,基于电压-有功/无功/分接头灵敏度矩阵获得电压-价格灵敏度矩阵,当电压越限时根据电压-价格灵敏度矩阵对各种调节设备进行排序,选择出最经济的控制方案。但是目前考虑经济性因素的控制模型研究还相对较少。

  [39]Tonkoski R,Lopes L.Voltage regulation in radial distribution feeders with high penetration of photovoltaic[C]//Energy 2030 Conference,2008.Atlanta,USA:IEEE,2008:1-7.

,见下图

  [35]Farag H E Z,El-Saadany E F.A novel cooperative protocol for distributed voltage control in active distribution systems[J].IEEE Transactions on Power Systems,2013:1645-1656.

  尽管储能具备多种优点并且更多控制策略也不断涌现,但是当前储能的投资和维护费用较高,使用寿命较短。文献[49-50]均指出推动储能的应用还需要在电力市场中建立合理的辅助服务机制,以促进储能设备更加高效和经济的使用。

  [68]宋强,赵彪,刘文华,等.智能直流配电网研究综述[J].中国电机工程学报,2013,33(25):9-19.

,见下图

,如下图

  [9]Benoit B,Serdar K,Roman B,et al.Voltage control with PV inverters in low voltage networks-in depth analysis of different concepts and parameterization criteria[J].IEEE Transactions on Power Systems,2017,32(1):177-185.

  [51]Kabiri R,Holmes D G,McGrath B P,et al.LV grid voltage regulation using transformer electronic tap changing,with PV inverter reactive power injection[J].IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics,2015,3(4):1182-1192.

如下图

,如下图

  对于光伏并网比例较高、线路r/x偏高及线路较长的低压配电网,往往需要同时采用光伏逆变器、储能、OLTC以及DSTATCOM等多种设备抑制电压越限和电压波动。对于光伏逆变器、储能以及DSTATCOM,由于其基于电力电子技术则可以频繁调节;对于OLTC,考虑到设备磨损程度较大则不适宜频繁动作,应尽可能降低其动作次数。通过对对国内外相关文献的分析,各种设备间的协调控制策略可分为以下3类:

  [27]Abdullah B,Ashhar R,Marc D-A,et al.Combined effect of CVR and DG penetration in the voltage profile of low-voltage secondary distribution networks[J].IEEE Transactions on Power Delivery,2016,31(1):286-293.

,见图

威尼斯老品牌值得你信  [53]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB\T 19964—2012光伏电站接入电力系统技术规定[S].北京:中国标准出版社,2012.

  [61]Wang H,Stetz T,Kraiczy M,et al.Parallel operation of photovoltaic inverters with autonomous voltage control strategies comparison of Q(V)/P(V) and automatic voltage limitation[C]//European Photovoltaic Solar Energy Conference EUPVSEC.Amsterdam,The Netherlands:EUPVSEC,2014:2921-2926.

  2基于电压灵敏度的低压配电网电压调节原理

  [75]温烨婷,戴瑜兴,毕大强,等.一种电网友好型光储分布式电源控制策略[J].中国电机工程学报,2017,37(2):464-476.

  3.1低压配电网中的通信条件

  潮流单向流动是传统低压配电网的基本特征。低压配电网有以下两个显著的特点:1)线路r/x较高[22-23];2)辐射状的拓扑结构[24]。由于低压线路r/x较高,有功-相角和无功-电压的解耦关系不再存在,即有功和无功均能对电压造成比较显著的影响;由于低压配电网多为辐射状拓扑结构,传统低压配电网中电能从配电变压器输送到用户,潮流单向流动,造成电压从配变母线开始沿馈线逐渐降低[25-26]。

  [22]Reinaldo T,Lopes L A C,El-Fouly T H M.Coordinated active power curtailment of grid connected PV inverters for overvoltage prevention[J].IEEE Transactions on Sustainable Energy,2011,2(2):139-147.

  3.4基于配变分接头的电压控制方法

  4.2源-网-荷协调的电压控制研究

  [9]Benoit B,Serdar K,Roman B,et al.Voltage control with PV inverters in low voltage networks-in depth analysis of different concepts and parameterization criteria[J].IEEE Transactions on Power Systems,2017,32(1):177-185.

  4.4多目标多场景的电压控制研究

  线路的r/x参数特征是选择控制手段的重要依据,其中r代表线路电阻,x代表线路电抗。文献[31]指出配电网线路r/x与电压灵敏度直接相关,对于r>x的线路,电压-有功灵敏度数值大于电压-无功灵敏度,即有功对电压的影响更为显著;对于r<x的线路,电压-有功灵敏度数值小于电压-无功灵敏度,即无功对电压的影响更为显著。在低压配电网中,若线路的r和x相当,调节有功和无功均能实现对网络电压的控制[32-33];若r显著大于x,无功对于电压的影响可以忽略,并且无功调节可能造成线路中出现大量的无功潮流,从而引起网损的增加,采用有功控制电压才可获得较好的控制效果[34]。

  4.7新型电力电子设备的研制

  4.7新型电力电子设备的研制

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  配变分接头调节是一种有效的电压控制方法,在国内通常不考虑对于分接头进行调整,但是在国际上,特别是欧洲一些国家将分接头调节作为低压配电网中非常重要的电压调节手段[62],以电力电子设备为基础的固态分接头变压器在低压配电网中的应用也开始受到关注。

  [2]郑超,林俊杰,赵健,等.规模化光伏并网系统暂态功率特性及电压控制[J].中国电机工程学报,2015,35(5):1059-1071.

  3.3基于无功的电压控制方法

  [46]Wang Y,Wang B F,Ping L S.A voltage regulation method using distributed energy storage systems in LV distribution networks [C]//IEEE International Energy Conference.Leuven,Belgium:IEEE,2016:1-6.

  [18]Fekete K,Klaic Z,Majdandzic L.Expansion of the residential photovoltaic systems and its harmonic impact on the distribution grid[J].Renewable Energy,2012(43):140-148.

  [25]Alam M J E,Muttaqi K M,Sutanto D.A SAX-based advanced computational tool for assessment of clustered rooftop solar PV impacts on LV and MV networks in smart grid[J].IEEE Transactions on Smart Grid,2013,4(1):577-585.

  4.2源-网-荷协调的电压控制研究

1.  [25]Alam M J E,Muttaqi K M,Sutanto D.A SAX-based advanced computational tool for assessment of clustered rooftop solar PV impacts on LV and MV networks in smart grid[J].IEEE Transactions on Smart Grid,2013,4(1):577-585.

  电压波动显著是含高比例户用光伏低压配电网的另一特点。受太阳辐照强度、温度以及云层等因素影响,光伏并网功率会发生突变,从而导致节点电压明显波动;由于户用光伏产权属于用户,不受配电公司管辖,其随机接入或退出将进一步增加电网运行的不确定性,使得低压配电网电压越限和波动的风险加剧。GB/T 12326—2008《电能质量电压波动和闪变》规定:对于随机性不规则的电压波动,低压配电网的限值是3%。

  [40]Wang P,Liang D H,Yi J,et al.Integrating electrical energy storage into coordinated voltage control schemes for distribution networks[J].IEEE Transactions on Smart Grid,2014,5(2):1018-1032.

  [25]Alam M J E,Muttaqi K M,Sutanto D.A SAX-based advanced computational tool for assessment of clustered rooftop solar PV impacts on LV and MV networks in smart grid[J].IEEE Transactions on Smart Grid,2013,4(1):577-585.

  [66]Kabir M N,Mishra Y,Ledwich G,et al.Coordinated control of grid-connected photovoltaic reactive power and battery energy storage systems to improve the voltage profile of a residential distribution feeder[J].IEEE Transactions on Industrial Informatics,2014,10(2):967-977.

  [41]Gill S,Kockar I,Ault G W.Dynamic optimal power flow for active distribution networks[J].IEEE Transactions on Power Systems,2014,29(1):121-131.

  [45]Kein H C,Yun S L,Jianhui W,et al.Voltage unbalance mitigation in low voltage distribution networks with photovoltaic systems[J].Journal of Electronic Science and Technology,2012,10(1):1-6.

2.

  [8]Nasif M,Zahedi A.Review of control strategies for voltage regulation of the smart distribution network with high penetration of renewable distributed generation[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2016(64):582-595.

  [48]Wang L,Liang D H,Crossland A F,et al.Coordination of multiple energy storage units in a low-voltage distribution network[J].IEEE Transactions on Smart Grid,2015,6(6):2906-2918.

  0引言

  文献[73]则提出了交直流线路并行架设的网络结构,如图9所示,交直流接口同时入户,传统交流网络的并网负荷、控制设备和控制方式不变,户用光伏以及电动汽车则通过直流馈线并网;直流馈线通过首端的储能控制,还可以稳定首端交流母线的电压,极大的降低了网络运行风险和设备投资。

3.

  与经过逆变器并网的电源不同,同步发电机的并网功率具有很大的惯性,避免了并网功率的快速波动。通过对光储逆变器的参数设置以及阻抗匹配,可以使分布式光储系统具有与同步发电机类似的并网特性[74-76]。当前文献对光储虚拟同步机建模的研究还有所不足,多采用简化的网络模型并且没有充分考虑低压网络的参数特点,光储虚拟同步机对网络电压的影响及调节作用的研究也较少。因此,相关的研究还有待补充和完善。

  文献[73]则提出了交直流线路并行架设的网络结构,如图9所示,交直流接口同时入户,传统交流网络的并网负荷、控制设备和控制方式不变,户用光伏以及电动汽车则通过直流馈线并网;直流馈线通过首端的储能控制,还可以稳定首端交流母线的电压,极大的降低了网络运行风险和设备投资。

  0引言

  在无通信的低压配电网中,文献[42]建立了基于模糊逻辑的储能控制模型,将本地节点电压偏移量和储能SOC同时作为控制输入量,可以兼顾对节点电压和储能SOC的控制。也有一些研究仅将储能设备用于调节网络电压波动[43]和网络三相不平衡[44-45],这些应用对储能的容量要求不高,因而储能SOC的控制相对容易。

4.图9 交直流线路并行架设结构

  4.5考虑经济性因素的电压控制研究

  [62]Long C,Procopiou A T,Ochoa L F,et al.Performance of OLTC-based control strategies for LV networks with photovoltaics [C]//2015 IEEE Power & Energy Society General Meeting.Denver,USA:IEEE,2015:1-5.

  [33]Thomas S,Frank M,Martin B.Improved low voltage grid-integration of photovoltaic systems in Germany[J].IEEE Transactions on Sustainable Energy,2013,4(2):534-542.

  [55]Pham H V,Rueda J L,Erlich I.Probabilistic evaluation of voltage and reactive power control methods of wind generators in distribution networks[J].IET Renewable Power Generation,2014,9(3):195-206.

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  电压问题出现的根本原因是网络对于光伏发电消纳能力不足,即源网荷的协调程度还有待提高。首先,并网光伏电源端需要具备一定的有功和无功可控能力,降低对网络的影响;其次,网络中的负荷应当具备一定的弹性可调能力,减小负荷峰值与光伏发电峰值的不匹配程度;不仅如此,低压网络中的通信和量测条件应当不断完善以提高网络自身的协调控制能力。当前相关的研究还有待补充。从更宏观的角度看,户用光伏的消纳问题不仅需要做到局部就地平衡,还应当考虑区域间互供和整体消纳协调,如一些学者已经提出在低压配电网中建立微型能源互联网的设想[67],通过多能互补和区域互联提高对光伏的消纳能力,从而化解网络电压越限风险。

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