考慮光伏利用效率的中低壓配電網電壓抬升抑制方法

劉嘉彥, 李 勇, 曹一家, 施靜容

(湖南大學電氣與信息工程學院, 湖南省長沙市 410082)

0 引言

隨著全球工業化進程的加快,傳統化石能源被大量開采和利用,而這會導致資源利用緊張、環境惡化等突出問題。以風能、太陽能為代表的可再生能源逐步成為人類可持續發展的重要選擇[1]。其中,分布式光伏電源在中國正飛速發展。據2017年上半年的統計[2],2013年,分布式光伏電源的裝機容量僅為800 MW,2014年至2016年,分布式光伏電源新增裝機容量分別為2 050,1 390,4 240 MW。而僅在2017年的上半年,這個數字就達到了7 110 MW。

隨著光伏在配電網中滲透率的提高,傳統配電網潮流會出現變化,甚至產生反向潮流[3-4],導致配電網末端電壓抬升(voltage rise,VR)。而在負荷較少的農村配電網中,特別是光伏扶貧地區,由于負荷總量較少,光伏滲透率很高,因此電壓抬升現象更為嚴重。末端電壓抬升,會影響電網穩定性,當電壓抬升過高,甚至會使家用電器損壞,光伏并網逆變器退出運行,這也是阻礙提高電網中可再生能源所占比例的主要原因之一[5-7]。

為了解決這個問題,目前學者們提出了很多可供參考的方法。比如采用有載調壓變壓器(OLTC)和線路電壓調節器(LVR)調節節點電壓,但是這種方法調節能力通常受限于抽頭的位置和較差的經濟性[8-9];如今廣泛采用的方法是增設無功功率補償裝置,但這種方法需要安裝額外的無功補償裝置,同時會讓設備的維護頻率提高[10]。在最近幾年,一些不需要裝設額外裝置的功率補償控制方法被提出來。……