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低压光伏逆变器无功电压控制研究
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2019 年(第六届)电力科技管理论坛 - 188 - 低压光伏逆变器无功电压控制研究 国网江苏省电力有限公司淮安供电分公司,戴欣、吴雪 摘 要:新能源发电前景日益广阔,大量光伏逐渐接入电网带来的电压越限等问题给电网的无功电压平衡带来挑 战。本文挖掘了低压配电网中分布式光伏逆变器的无功调节能力,研究了多种光伏逆变器的参与无功电压调节的控制模 式,研究了通讯条件较好的条件下和通讯条件缺乏时仅响应光伏接入点电压等信息的光伏逆变器的无功电压控制策略。 最后,在 IEEE33 节点中进行仿真,结果证明,光伏逆变器的低压自主控制对节点电压有较好的控制效果。 关键词:分布式光伏;无功电压;电压控制 随着全球生态化静逐渐恶化,传统化石资源日 益短缺,光伏发电在世界范围内得到高度重视,普 及率日渐增高 [1-3]。截至 2018 年底,全国光伏发电装 机达到 1.74 亿千瓦,较上年新增 4426 万千瓦,同 比增长 34% [4]。然而,分布式光伏大量并网会给电网 运行带来大量的挑战。大量光伏接入配电网终端及 馈线末端会带来潮流到送问题,变电站主变调节能 力不足时会导致电压越限。 另外,现有配电网缺少双向无功调节手段,负 荷高峰期,变电站母线电压偏低;负荷低谷期,电 缆线路轻载运行,容性充电功率汇集到上级变电站, 造成变电站母线电压偏高。文献[5]从电网电压降落 角度研究光伏发电接入配电网前后电网电压的变 化,分别分析了单个和多个光伏发电接入对配电网 电压的影响。 文献[6]从电力系统规划、 仿真、 调度、 控制角度,重点讨论了大规模光伏系统的建模与仿 真、大规模光伏接入对系统动态和稳态特性的影响。 与此同时,光伏逆变器具有一定的无功输出能 力,可作为无功调节手段改善电压越限的问题。但 是有些情况下,接入低压配电网的分布式光伏通讯 设施配备水平有限,无法很好的参与电网的无功电 压 协 同 控 制 。 文 献 [7] 通 过 一 种 光 伏 逆 变 器 的 Volt/Var6 点控制方式, 对分布式光伏进行就地调节 以改善配电网电压分布的情况,在该文献中光伏是 工作在就地控制的基础上,但是要实现整体的电压 控制仍需要一定的通信条件。文献[8]在综合考虑各 种无功源调节性能基础上,提出了一种综合利用静 止无功发生器、光伏逆变器和电容器组的光伏电站 无功电压协调控制策略,但没有考虑光伏逆变器多 种控制模式带来的影响。文献[9]提出一种分布式光 伏就地自适应电压控制策略,对正常控制模式、扰 动控制模式和故障控制模式下的分别进行逆变器的 有功无功调节。 本文基于挖掘光伏逆变器的无功能力,研究了 光伏逆变器不同控制模式,研究了在具备一定通讯 条件和缺乏通讯的两种情况下的低压配电网中,利 用光伏逆变器参与无功电压控制的控制策略。 光伏发电系统发出直流电或者高频交流电,需 要利用逆变器将其转成工频交流电后,才能进行并 网,由于逆变器的使用,光伏具一定的无功调节能 力。通过对逆变器进行控制,就能使光伏在提供有 功功率的同时,向电网提供无功功率。 光伏发电系统并网模型 [10]如图 1 所示。 逆变器并网的分布式电源能提供的最大容性无 功容量与逆变器的额定容量、逆变器发出的有功功 率有关:

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