抑制光伏并网电压扰动的配电网储能配置方法

储能可以有效抑制光伏发电接入配网后系统电压的扰动.文中通过分析光伏出力波动时储能对含光伏配网电压调节的机理,建立了光伏出力波动和负荷变化影响下的储能配置需求评估模型,研究了考虑电压约束时不同影响因素作用下储能的配置需求,以及储能投入后对电压的调节效果.仿真分析了光伏接入容量、局部负荷离光伏接入点距离、光伏接入点相对附近变电站距离与储能配置容量的关系,验证了储能在配电网中对电压曲线具有削峰填谷的效应.同时,利用Matlab/Simulink仿真给出了不同情况下具体的储能投入容量及配置建议.     

并网逆变系统低压穿越技术研究

逆变器控制系统作为光伏并网发电系统的核心,其设计直接影响整个并网系统的性能﹒随着光伏电站在电力系统中的不断接入,如何提高低压穿越能力成为研究热点﹒本文深入研究单相单级光伏并网逆变系统低压穿越技术,提出了基于单相PQ理论的有功无功电流解耦控制方案﹒该方法可实时对有功电流和无功电流参考进行调整,解决电压跌落过程中的功率不平衡问题,以实现故障期间的功率控制,并将无功功率注入电网以支持电网电压的恢复,最后通过仿真对本文所提出低压穿越技术的正确性和有效性进行了验证﹒     

光伏光照概率性对配电网电压的影响

分布式光伏发电接入配电网后将对配网无功电压特性产生诸多影响.文中建立了基于太阳辐射度Beta分布的分布式光伏发电系统概率模型,考虑太阳辐射度对光伏发电系统出力的影响,模拟了晴天少云、晴朗无云、晴间多云这3种典型天气情况下光伏发电系统的出力变动,得到连续时间断面的概率性光伏出力,依次进行潮流计算,并与恒功率光伏电源模型的潮流计算结果作对比.结合算例仿真,总结分析了光伏并网后对配电网稳态电压分布和电压幅值波动的影响规律,并验证了概率性分布式光伏发电模型相比于传统的恒功率模型更能够反映光伏电源出力的波动性和随机性.     

计及高比例可再生能源的配网系统储能多场景优化配置

为解决传统方法中可再生能源出力波动大、可再生能源和储能利用效率不高等问题,提出一种计及高比例可再生能源的配网系统储能多场景优化配置方法。通过在配网系统电源侧接入储能,定义配网系统储能配置场景,采用一阶低通滤波,结合波动率期望值确定方法,将低通滤波时间常数作为储能容量配置的关键参数,计算能源发电波动场景储能目标输出功率。采用上下限约束法,计算负荷储能释能场景储能目标输出功率。结合配网系统运行成本,构建储能多场景优化配置模型,求解储能最优功率和容量最优解,获得储能最优配置方案。实验结果表明,所提方法减少了风电出力和光伏出力的最大波动量、最大波动率,可再生能源出力更加平稳,减少了弃风率和弃光率,增加了储能出力,提高了可再生能源和储能利用效率。     

配置储能装置的光伏预测配网优化研究

在分析区域光伏并入配网时交流母线PCC点电压波动机理的前提下,提出一种配置储能装置的光伏预测配网优化运行方法。该方法分析光伏发电输出功率与多种气象因素的相关性,将多种气象因素作为多个信息源处理,运用信息融合理论将其加权为一个综合影响因子λ,建立以λ为输入的BP神经网络预测模型,将模型输出的预测值实时传送给储能装置,采用基于滤波原理的光伏发电输出功率平滑控制,实现光伏功率平滑输出,这种方法可以和分时电价有效结合,既提高配网运行经济性的同时稳定节点电压,降低节点电压越限的可能。研究结果表明:所述预测模型具有较高的预测精度,对配网的安全优化运行有一定作用。     

基于灵敏度分析的中低压一体化配电网电压控制策略

为减小光伏系统对中低压配电网电压的影响,并充分利用光伏逆变器的剩余功率,提出一种基于灵敏度分析的中低压一体化配电网的电压控制策略.建立包含中低压的两级控制模型,以网损和电压偏移量为目标函数,融合传统的无功补偿控制与分布式电源的功率控制.通过电压灵敏度和网损灵敏度,将传统的多目标控制转换为两阶段的单目标控制,选取灵敏度高的设备作为控制设备,用于电压控制和网损优化.算例分析结果表明,该文策略能协调中低压一体化配电网中的各类控制设备,电压越限时能恢复电压、降低网损;相对于多目标优化算法,灵敏度指导算法优化效率高、优化后的电压水平高.     

基于电压稳定度的分布式储能选址定容规划

本文针对配网中引入高比例风电、光伏等新能源引起的电压波动问题,提出基于电压稳定度的优先选址和改进粒子群算法的储能系统选址规划。首先以电压稳定度为指标,选出配网中部分相对稳定性较弱的节点,进行优先选址;然后以系统日有功损耗最小为目标,由改进的粒子群算法对储能系统的容量优化配置问题进行求解。最后对改进的33节点配电网系统进行仿真,验证该方法在储能选址定容工作中的有效性和可行性,为含高比例新能源的配网进行储能电站选址定容问题提供参考。     

促进光储协调并网的模型预测控制策略

为了通过协调储能的方式促进新能源高效消纳及利用与平滑光伏并网冲击,提出了促进光储协调并网的模型预测控制(MPC)策略。将MPC理论融入光储并网逆变器控制策略中,利用储能充/放电双向功率控制与光伏协调互动。根据母线电压和实时功率变化建立逆变器与直流侧的协调策略,缓解储能系统稳定母线电压的压力,同时减少系统功率不平衡对电压的影响。在MATLABSimulink中建立电磁仿真模型,分别对采用MPC和比例积分微分(PID)控制后的电压波形进行对比。结果显示：光伏出力波动时,采用MPC后,电压控制的波动水平明显降低,电压控制超调量显著减小,且电压控制到达稳态的时间也有所减小;发生负荷突变时,相较于PID控制的效果,采用MPC后电压波动明显降低。     

光储交直流混合孤岛微网控制策略研究

针对现有的微网功率管理通常需要复杂编程来实现,提出一种无需复杂编程的综合控制策略来实现光储交直流孤岛微网的协调控制。在考虑储能荷电状态和直流母线参考电压偏差量越限的情况下,在前级结构中构建多回路功率控制策略,将越上限的储能荷电状态或直流母线参考电压偏差量反馈到光伏功率控制器中,使得光伏控制器偏离最大功率运行点,同时调整光伏输出的参考电压,进而防止储能荷电状态超过设定的上限或直流母线电压骤然上升。反之将越下限的储能荷电状态或直流母线参考电压偏差量反馈到需求响应侧发送切除直流负载命令,防止荷电状态超过设定的下限和直流母线电压骤然下降,从而实现了系统前级功率平衡并运行在安全范围内。另外,微网后级的逆变器采用主从控制模式,主逆变器采用虚拟同步发电机控制策略,实现对系统电压频率的控制及负荷的跟随;从逆变器采用恒功率控制策略为后级提供期望的功率需求。MATLAB/Simulink仿真结果表明:前级多回路功率控制策略与后级基于虚拟同步机的主从控制策略相联动,确保了所提混合微网在不同工况下能协调光伏功率和储能功率平衡,并使微网系统能稳定可靠运行。     

兼顾功率协调控制的两级式光伏逆变器低电压穿越控制策略

为提高基于Boost电路的两级式光伏逆变器的低电压穿越(LVRT)能力,设计了以基于Boost的直流母线电压控制环为核心的兼顾有功、无功电流协调控制的LVRT策略.首先分析了两级式光伏逆变器的常规Boost电压控制模式和输出电流控制策略;在电网电压跌落时,通过引入基于故障前光伏阵列最大功率点电压前馈的母线电压控制外环改变Boost电压控制模式来快速调节光伏阵列的输出功率,以稳定直流母线电压和防止逆变器过流;同时,根据电压跌落深度,按比例减小有功电流id,在保证逆变器不过流的前提下输出无功电流iq,为电网提供无功支撑,以帮助电网故障恢复.最后,利用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建100 k W两级式光伏逆变器模型进行控制策略验证,结果表明该策略不仅在电压发生深度跌落时仍能快速、有效地抑制直流母线电压升高,使光伏逆变器安全地实现低电压穿越,而且提高了其在电网故障期间的无功支撑能力.     

含大规模分布式光伏接入电网的无功电压控制降损方法研究

大规模分布式光伏(distributed photovoltaic,DP)接入电网后,电网电压易出现大幅度波动,导致电网损失问题越来越突出。当前已有的电网降损方法没有考虑光伏发电自身的无功调节能力,应用效果不理想。为此,设计一种含大规模DP接入电网的无功电压控制降损方法。通过建立目标函数,设定约束条件,采用敏感性分析方法分析电压稳定性,将敏感度较高的值作为无功补偿位置,并对当前负荷进行预测,确定最佳的补偿容量,实现电网降损。试验结果表明,所提方法降损后较降损前基准电压更趋于1 pu,更为稳定,所提方法能够针对光伏控制接入分布特性,有效控制无功功率变化情况,相对于其他方法,无功功率波动较小,表现出较好的降损效果。     

适应屋顶光伏接入的低压配电系统故障测距新方法

随着新型电力系统的不断建设,新能源大规模接入低压配网是中国能源转型的重要方向。在电网故障条件下,快速准确确定故障位置对提升新能源利用率和改善低压配网可靠性至关重要。目前,现有故障测距研究主要针对输电网和中高配电网,但对于低压四线制配电系统相关研究较少。在大规模建设屋顶光伏的背景下,低压四线制配电网是消纳新能源的重要场景。针对此,面向有源低压三相四线制配电系统提出一种新型故障定位方法,首先建立三相四线制系统接地故障下故障距离计算模型和屋顶光伏故障等效模型;然后,建立了屋顶光伏故障计算模型与故障线路靠近屋顶光伏端的电压关联模型。在此基础上,联合所建立的关联模型、屋顶光伏故障等值模型,以及三相四线制系统故障距离计算模型,通过迭代计算方法求解故障距离。最后,基于仿真算例对所提算法进行了验证,结果表明：所提算法具有良好性能,研究成果有效提升了屋顶光伏接入后的低压配网三相四线制系统故障定位水平。     

光伏并网发电系统中公共连接点的电压调节

光伏并网发电系统通常应用于薄弱电网末端,输出功率的随机性会造成并网点处电压波动。利用光伏自身无功调节可抑制电压波动。为分析抑制效果,推导出光伏并网发电系统输入电网的有功、无功功率调节范围。当光伏无功调节效果不满足国标要求时,使用超导储能动态电压恢复器(DVR)维持公共连接点(PCC)电压的稳定。采用了PCC电压外环,电容电流内环的双环控制策略,结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)对变换器进行控制。仿真结果表明超导储能动态电压恢复器可快速稳定公共连接点电压。     

光伏并网发电系统中公共连接点的电压调节

光伏并网发电系统通常应用于薄弱电网末端,输出功率的随机性会造成并网点处电压波动。利用光伏自身无功调节可抑制电压波动,为分析抑制效果,本文推导出光伏并网发电系统输入电网的有功、无功功率调节范围。当光伏无功调节效果不满足国标要求时,使用超导储能动态电压恢复器（DVR）维持公共连接点（PCC）电压的稳定。本文采用了PCC电压外环,电容电流内环的双环控制策略,结合空间矢量脉宽调制（SVPWM）对变换器进行控制,仿真结果表明超导储能动态电压恢复器可快速稳定公共连接点电压。     

一种同时实现无功补偿的光伏并网发电技术

提出了一种同时实现无功补偿的光伏并网发电技术,通过对逆变器输出电压的幅值和相位进行调节,改变逆变器输出电流的有功和无功分量.在白天,光伏发电系统能同时进行有功功率输出和电网无功功率补偿;在光照强度很低或夜晚光伏电池不能发电时,仍然可以利用该系统进行无功功率补偿,提高了系统的利用率.仿真结果验证了该技术的可行性.     

含源网络中复合储能式电力电子变压器的协调控制

因电力电子变压器（PET）自身难以应对电网电压的跌落或中断,为提升含源网络中PET低压直流侧的电能质量,文中拟将多类型复合储能系统的多端口DC / DC变换器与光伏系统相结合、以应用于工程实践。文中首先对多端口蓄电池采用能量流均衡控制进行优化,使各荷电状态接近同一值。后引入超级电容补偿负荷突变时的高频分量,减小充放电对蓄电池的冲击。再采用功率分配型控制对光伏系统进行并网,与复合储能系统进行协调控制,从而快速有效调节功率,对系统的稳定性进行优化。仿真结果表明,光储协调控制能提高PET的功率补偿能力以及对新能源的消纳能力,验证了光储系统应用在低压直流侧的有效性,提高了系统的可靠性和稳定性。     

计及多类型需求响应的光伏微网储能容量优化配置

储能系统接入对于分布式光伏发电具有重要意义,合理配置储能容量可以有效平抑光伏发电的波动性和间歇性,同时提高光伏消纳能力。在考虑多类型需求响应方式下,建立了以微网总成本和光伏消纳率为目标函数的储能容量优化配置模型。首先引入激励型需求响应模型和价格型需求响应模型;然后根据两类响应方式对电网稳定运行及光伏消纳的影响,建立以最大化光伏、负荷时序一致性和负荷峰谷差两种指标满意度的综合响应模型;最后基于并网型光储微网运行策略,采用双层优化算法对光伏微网模型求解。通过某一实际运行微网为算例,分析验证了模型和算法的有效性。结果表明,多类型需求响应结合方式使得用户用电方式更为合理,微网经济性得到改善。     

低压微网多逆变电源的综合控制策略设计

针对微电网通常是接入低压配电网的情况,分析了低压微电网输电线路与传统高压输电线路阻抗比的差异,对低压微网功率传输进行了理论修正.在此基础上采用不同的控制策略对低压微电网进行综合控制,联网模式下为了执行支撑本地电压和调节馈线潮流,微电源采用PQ控制策略;孤岛模式下为确保负荷能各自快速分担负载和电压频率稳定,微电源采用电压频率V/f下垂控制.为保证逆变器输出阻抗与线路阻抗相匹配,在逆变器控制策略中引入阻性虚拟阻抗,根据低压线路参数呈阻性的特点,对传统高压大电网下垂特性进行修正,通过旋转坐标正交变换矩阵,对电压频率V/f下垂控制进行了改进,使得传统的V/f下垂控制得以扩展应用于低压微网中.仿真验证分析,证明了低压微电网系统下设计的综合控制策略能够保证系统与运行的稳定性和可靠性.     

光伏并网发电和无功补偿综合控制装置设计

光伏并网发电是太阳能资源利用的重要方式,具有无功补偿功能的光伏并网发电系统对改善供电质量,提高发电效率有重要意义。本文提出一种将逆变器和静止无功发生器相结合的三相光伏并网发电控制装置。该装置能够实时检测光伏阵列输出电压和电流、电网电压和负载电流,具有过压、欠压、过流、断相、短路等保护功能。     

含分布式光伏、储能的低压配电网电压 调节及储能SoC均衡方法

随着可再生能源渗透率的不断提高,配电网电压波动和越限问题日益严重。为解决这一问题,文中分析低压配电网中分布式光伏电源接入对电网电压的影响,进而将节点电压幅值与节点注入功率的关系线性化;提出基于功率里程数的低压配电网电压优化模型,通过求解优化目标,计算出分布式电池储能的输出;为提升分布式储能的利用效率,设计分布式储能的荷电状态(SoC)均衡控制策略;并根据重庆巫溪地区低压配电网0.4 kV线路数据,在MATLAB/Simulink上搭建配电网仿真模型,设计4种仿真案例对所提出的模型与方法进行有效性验证。仿真结果表明,文中提出的方法能够有效地调节低压配电网中的电压并能实现分布式储能的SoC均衡控制。