基于光储的配电网低电压治理方法的研究

作     者：许勇 

作者单位：南昌大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朱自伟;王虎

授予年度：2024年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：低电压治理 光伏储能系统 有功无功补偿 控制策略 

摘      要：随着国家对配电网低电压问题的重视,大力推动农村配电网的升级改造,低电压问题已得到极大的改善。但仍有部分线路存在供电半径过大、线径较小、用电负荷波动大等问题,因此线路末端电压不合格是不可避免的。配电网低电压问题呈现出明显的区域性、动态性和复杂性的特点。传统低电压治理方案在解决农村配电网低电压往往成本较高且工程量大,对于电力覆盖面积广阔,配电网相对复杂的中国来说并不适用。随着“双碳目标的提出和新型电力系统建设的推进,光伏等新能源产业得到大力发展。光伏储能系统因其具备灵活的有功无功调节能力,为配电网低电压治理提供新思路。 首先,介绍了光储系统低电压治理装置的基本原理。分析了配电网低电压的技术成因及其对居民用户和电网带来的危害。对影响配电台区末端电压的主要因素进行数据分析,查找导致农村配电网电压质量的关键影响因素。针对传统低电压治理装置的不足,提出基于光储系统的低电压治理方法,并对基于光储系统的低电压治理装置的工作原理和工作模式进行介绍。 其次,对基于光伏储能系统的低电压治理方法中各个子系统的控制策略进行了详细的介绍。其中光伏发电系统采用基于改进鲸鱼优化算法的MPPT控制和限功率运行控制策略;储能系统采用MPPT充电和四阶段充电相结合的充电策略;双向DC/AC变换器将采集到的并网点电压与电流经过dq分解后,计算需要补偿的有功及无功分量,通过对有功及无功分量的控制实现并网点低电压治理的功能。随后,根据双向DC/AC变换器的运行状态,介绍了光伏储能系统的三种运行工况及能量流动关系。 最后,根据上述低电压治理方法,在Matlab/Simulink仿真软件中设计光伏储能并网电路仿真模型,并从多个运行工况下验证光伏储能系统低电压治理效果。