含高滲透率光伏的配電網電壓協調控制方法研究

陳玉芳

內蒙古民族大學 內蒙古 赤峰 024000

本文首先針對分布式光伏發電接入點的特性進行深入探討后，總結出來一種分布式光伏發電協調控制方法，該方法能夠有效避免產生饋線電壓超過上限現象。其主要是針對分布式發電單元的接入點位置在出現電壓超越現象的時候能夠實現自動啟動，這樣就能夠對光伏入網的有功功率進行合理限制，在此基礎上有效的避免了出現電壓超越上限的問題，由此也能針對目前光伏發電接入配電網經常出現的電壓超上限問題進行有效解決。

1 分布式光伏協調控制系統

本文設計了分布式光伏協調控制系統，提出了一種防止饋線電壓越限的分布式光伏發電協調控制方法。協調控制系統充分利用了現有分布式光伏發電單元的通信接口和遠程控制能力，采用無線通訊方式，實現了多個分布式光伏發電單元的開放式、分布式協調控制。

分布式光伏協調控制系統采用主從控制結構,具體由一個協調控制中心和多個協調控制終端構成，如圖1所示。協調控制中心是具有遠程通信功能的工業PC機，主要負責信息的處理和協調控制命令的生成，控制多個協調控制終端運行。協調控制終端負責采集并網點電壓和逆變器實發有功等信息并上傳中繼單元，接收中繼單元下傳的控制命令，對光伏逆變器實施控制，調整光伏注入配電網的有功。

協調控制終端與中繼單元之間采用無線射頻的通信方式，中繼單元與協調控制中心可以采用靈活的通信方式，如有線或5G等。

圖1 分布式光伏協調控制系統

2 防止饋線電壓越限的分布式光伏發電協調控制方法

當配電網中的某個分布式光伏發電單元的協調控制終端檢測到其接入點電壓vi＞Vc1時，啟動通信連接，該協調控制終端向其他協調控制終端發送廣播命令。各控制終端接收到命令后，開始記錄各接入點的電壓和分布式光伏發電所發出的功率。

分布式光伏注入配電網的有功上限值預測可采取如下方式實現：

1)關鍵接入點分布式光伏注入配電網有功上限值預測：

圖2 p點注入有功上限值的預測

假設光伏發電接入點的實際的預警電壓值分別為Vc1和Vc2，而且Vc2要大于Vc1。Vc1主要表示的是在t0時間階段上在接入點位置上實現產生的電壓值vp(t0)的具體數值，在這一時間階段上光伏發電系統實際上輸出的功率值達到了Pp(t0)，該數值就是上圖中的A點。光伏逆變器在實際的運行過程中電壓主要是按照實際0.5% pu的方式步進，這也就表示當處于時間節點t1的時候p點實際產生的電壓值vp(t1)達到了Vc1+0.5%，在這一時間節點光伏實際的輸出有功功率達到了Pp(t1)，該數值就是上圖中的B點。但是上述t0以及t1這兩個時間點之間的間隔相對較小，因此，接入點的電壓以及功率實際上呈現出的是一種線性關系，而且這一線性AB的斜率為：

將AB延長至C點，使C點的電壓值為Vc2，曲線斜率不變，則可知電壓到達Vc2時對應注入有功應為Pp,res(t2)為，

2)其他接入點分布式光伏注入配電網有功上限值預測

當同樣處在t0時間節點的時候，在接入點j位置實際產生的額電壓為vj(t0)，光伏實際的輸出功率達到了Pj(t0)，同樣，與B所對應的B′，同樣處在t1時間節點的時候，接入點j實際的光伏電壓為vj(t1)，分布式光伏注入電網有功Pj(t1)，直線A′B′的斜率為

在t2時間節點，光伏接入點p實際產生的電壓值達到了Vc2時，那么相對應的光伏接入點j實際產生的電壓值V′c2,j(t2)。分布式光伏因為是處在了同一個區域，因此其實際上受到了光照強度也基本相同，因此，輸出功率實際產生的變化程度也基本相同，在這種情況下，兩個接入點j以及p實際電壓值呈現出如下關系：

由上式可得出接入點j的電壓預警值：

將直線A′B′延長至C′點，使C′點電壓值為V′c2,j(t2)，由此得出接入點j處的注入有功上限值為：

3 結論

在本文的研究過程中針對光伏注入電網的管理主要采取了一種分布式光伏發電注入電網有功方法，在此基礎上還需要針對分布式光伏實際的協調控制模式以及饋線終端設備的管理以及調壓變壓器的管理等問題進行深入研究，這樣就能夠為分布式電源接入提供更加科學的管理依據。