含分布式光伏配电网电压越限及谐波问题治理策略

作     者：马宁 

作者单位：华北电力大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：徐永海;吕金炳

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：分布式光伏 电压越限 谐波 自适应功率控制 一致性算法 协调优化运行 

摘      要：高渗透率分布式光伏接入和高比例电力电子电源/负荷设备带来的电压越限和谐波问题越来越成为影响配电网安全稳定的重要问题。研究含分布式光伏配电网电压越限和谐波问题的治理策略对于提高供电质量和新能源消纳能力有重要意义。本文从并网点本地治理、分布式治理、集中式优化三个角度,研究了电压越限问题和谐波问题的综合治理策略。针对并网点本地治理,分析了光伏并网点出现电压越限和谐波问题的机理,提出了基于逆变器自适应功率控制的光伏并网点电压越限和谐波问题综合治理策略。首先,将并网点电压越限与谐波问题同时进行考虑,提出了逆变器容量分配策略。然后,针对电压越限问题,考虑电压越上限与电压越下限时削减有功对并网点电压影响的差异,提出了逆变器自适应功率控制策略。最后,针对有功削减,提出了一种考虑辐照度快速下降时开路电压变化的光伏逆变器有功功率削减控制策略。经仿真验证,所提策略可以有效治理并网点电压越限问题和谐波问题。针对配电网分布式治理,分析了配电网中出现电压越限和谐波问题的原因,然后提出了一种基于一致性算法的配电网电压越限问题和谐波问题“分布式+就地治理策略。针对电压越限问题,采用一致性算法进行分布式控制,提出一种光伏无功-储能有功-光伏有功三阶段治理方式进行;针对谐波问题,考虑逆变器对并网点谐波问题的治理能力,利用逆变器剩余容量进行谐波就地治理。最后,采用IEEE33节点算例进行分析,验证了该策略的治理效果。针对配电网集中式优化,进行综合考虑网损、电压越限、谐波等问题的区域配电网光储设备协调优化研究,提出了含光储设备的区域配电网协调优化运行方法。首先,针对区域配电网多目标优化问题,提出了加权目标函数模型,包含网损、电压偏差、谐波电压畸变率;然后,针对部分约束条件可能导致优化收敛困难的问题,嵌入电压越限和谐波电压畸变率越限罚函数,以罚函数形式进行约束;最后,在IEEE33节点算例上进行了含分布式光伏区域配电网协调优化,验证了优化效果。