主動配電網(wǎng)背景下無功電壓控制方法綜述

任廣龍 劉超

摘要：就我國當(dāng)前的發(fā)展情況來看，在經(jīng)濟和科技方面取得了重大的進(jìn)步，但能源與環(huán)境問題也隨之變得越來越突出。本文就針對主動配電網(wǎng)背景下無功電壓控制方法進(jìn)行了簡單的探討分析，主要從集中控制和分散控制兩個方面來對于主動配電網(wǎng)的無功電壓控制方法進(jìn)行探討。通過充分結(jié)合當(dāng)前電網(wǎng)的發(fā)展情況，提出了主動配電網(wǎng)探究過程中所存在的一些常見性的問題，針對這些問題尋求較為可行的解決方法。

關(guān)鍵詞：主動配電網(wǎng)；無功電壓；控制方法

一、引言

當(dāng)前情況下我國在發(fā)展過程中最為關(guān)鍵的問題就在于能源以發(fā)展之間此消彼長的關(guān)系問題。一些不可再生能源大量消耗，全球變暖、酸雨、溫室效應(yīng)、霧霾等環(huán)境問題已經(jīng)嚴(yán)重影響了人們的正常生活。主動配電網(wǎng)的采用，大規(guī)模的分布式電源接入的需求。主動配電網(wǎng)通過跨電壓等級的無功電壓來進(jìn)行核心工作部分的控制，不僅可以充分滿足電力用戶復(fù)核的需求，同時，還對于分布式電源的調(diào)壓具有明顯的作用。

二、主動配電網(wǎng)的無功電壓特性探究

（一）分布式電源對主動配電網(wǎng)的無功電壓特性影響

從穩(wěn)態(tài)的層面上來說，規(guī)模較小的分布式電源接入到全局中對于配電網(wǎng)的無功電壓特性會產(chǎn)生一定的影響，主動配電網(wǎng)的高滲透率分布式電源在接入之后會對于配電網(wǎng)全局的無功電壓特性都產(chǎn)生影響。分布式電源，對于配電網(wǎng)電壓分布的影響程度與較多因素都息息相關(guān)。在穩(wěn)態(tài)運行的過程中，分布式電源的作用越大對于配電網(wǎng)的總體電壓所產(chǎn)生的支撐則越為顯著。如果在滲透率相同的前提之下，分布式配電網(wǎng)得分散接去相對于集中接入來說可以發(fā)揮更強的優(yōu)勢。分布式電源的接入位置和電氣參數(shù)等因素都會對于配電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性和可靠性造成一定的影響。從暫態(tài)的層面上而言，當(dāng)分布式電源啟動和休止時，其出力變化的波動會造成系統(tǒng)電壓的小幅度變動。采用分布式電源有著顯著的優(yōu)勢性，同時可以獲取更多的經(jīng)濟利益。想要有效的解決主動配電網(wǎng)的無功電壓控制問題，就必須從分布式電源在不同滲透率的條件下對于配電網(wǎng)無功特性的影響機理進(jìn)行具體的分析。

（二）可變拓?fù)鋵χ鲃优潆娋W(wǎng)的無功電壓特性影響

與傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比，主動配電網(wǎng)的可變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以根據(jù)實際的運行情況來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。我們可以將可變拖布簡單地看為師在電網(wǎng)運行過程中通過對于網(wǎng)架進(jìn)行調(diào)整來轉(zhuǎn)變電流的流向，從而充分契合運行的需求。在傳統(tǒng)的配電網(wǎng)當(dāng)中，傳輸通常是單向的，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)基本不會發(fā)生變化，隨之電壓的無功功率流動方向也很少會發(fā)生轉(zhuǎn)變，在這樣的前提下，采取穩(wěn)壓和無功平衡措施更能發(fā)揮其效用。在主動配電網(wǎng)當(dāng)中，這開關(guān)和接線部分也應(yīng)當(dāng)隨著運行的需求來進(jìn)行調(diào)整。

（三）需求側(cè)響應(yīng)主動配電網(wǎng)的無功電壓特性影響

我們深究主動配電網(wǎng)的工作原理，通過加強需求側(cè)管理，可以有助于實現(xiàn)源荷的平衡發(fā)展，為了減少配電網(wǎng)中的無功慮損耗以及電壓運行過程中所帶來的損耗，就需要對于配電網(wǎng)運行的影響角度進(jìn)行深入的分析。調(diào)節(jié)負(fù)荷的幅度變化，可以使其更具可控性和可靠性。近年來，在減少石油資源的消耗，電動汽車行業(yè)逐漸興起。電動汽車的充電時間是不確定的，針對這一問題，我們應(yīng)當(dāng)從協(xié)議供電和階梯電價兩個層面入手，電動汽車入網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運而生。所謂電動汽車入網(wǎng)技術(shù)就是指電動汽車可以在忙時進(jìn)行充電，通過電網(wǎng)的設(shè)置而獲取電能，在空閑時期則可以進(jìn)行放電。進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整最為明顯的作用就是可以降低電網(wǎng)負(fù)荷的峰谷差，改善周邊線路的電壓運行情況。

三、主動配電網(wǎng)無功電壓控制

在主動配電網(wǎng)當(dāng)中，分布式電源通常只能對于配電網(wǎng)的電壓水平進(jìn)行改善。當(dāng)分布式電源的容量過大，且分布的布點較多時，電壓過高的現(xiàn)象時有發(fā)生。除此之外，采用可變拓?fù)潆m然具有一定的優(yōu)勢性，但同時也增加了網(wǎng)架運行的復(fù)雜程度。需求側(cè)響應(yīng)則增加了調(diào)節(jié)和控制的變量維度。換言之，如果在配電網(wǎng)當(dāng)中一味的依靠分布式電源來進(jìn)行調(diào)節(jié)，是不可能滿足配電網(wǎng)合理電壓水平的需求的。因此，想要有效地解決配電網(wǎng)無功功率平衡的問題，就需要結(jié)合多種設(shè)備來進(jìn)行具體的調(diào)節(jié)控制。

在傳統(tǒng)的配電網(wǎng)當(dāng)中，影響無功優(yōu)化結(jié)構(gòu)的因素眾多，其中負(fù)荷的波動對于分布式電源的接入機組來說造成的影響十分顯著，主動配電網(wǎng)運行過程中的不確定因素過多，相對于負(fù)荷變化來說，分布式電源的出力變化情況十分頻繁，主動配電網(wǎng)無功電壓控制問題也自然而然會變得更為復(fù)雜。

（一）主動配電網(wǎng)的無功電壓集中控制

采用主動配電網(wǎng)最主要的目的就是為了實現(xiàn)主動調(diào)控，這就要求有與配電網(wǎng)配套使用的自動化管理系統(tǒng)。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)通常采用固定的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，所能夠進(jìn)行的調(diào)控較為單一，且容易受到諸多外界因素的限制，主動配電網(wǎng)具備全局協(xié)同控制的優(yōu)勢，可以精確地對于環(huán)境條件產(chǎn)生控制作用。

（二）主動配電網(wǎng)的無功電壓分散控制

當(dāng)前情況下，配電網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)架和通信能力都有著一定的局限性，很難實現(xiàn)區(qū)域集中控制的需求，很多時候甚至?xí)霈F(xiàn)通訊故障的問題。這就需要采取相應(yīng)的主動配電網(wǎng)分散式無功控制策略。為了充分考慮到主動配電網(wǎng)在進(jìn)行連接后對于配電王本神所造成的影響，就需要直接提出對風(fēng)機機組產(chǎn)生控制功率的措施。也就是說主動配電網(wǎng)的無功電壓通常需要依賴數(shù)據(jù)收集來實現(xiàn)集中控制，主動配電網(wǎng)中的影響，無功電壓控制變量的類型眾多，因此主動配電網(wǎng)的集中控制情況會越來越復(fù)雜。分散式的就地控制可以實現(xiàn)對于電壓的約束，大大降低了控制變量的維度。

（三）在未來發(fā)展中應(yīng)當(dāng)繼續(xù)探究的問題

首先是主動配電網(wǎng)背景下的分布式電源規(guī)劃問題。如何實現(xiàn)分布式電源在配電網(wǎng)中的協(xié)調(diào)互補規(guī)劃是我們未來發(fā)展過程中所面臨的問題。減少配電網(wǎng)的無功電壓波動，提高多種分布式電源在配電網(wǎng)中的滲透率。

其次是主動配電網(wǎng)無功補償規(guī)劃和控制層面問題。分布式電源中的諸多因素變化都帶動了配電網(wǎng)無功電壓特性的變化，傳統(tǒng)的無功補償配置難以適應(yīng)當(dāng)前情況下的無功電壓變動，

再次是主動配電網(wǎng)的需求側(cè)主動管理層面問題。充分保障供電的可靠性，應(yīng)當(dāng)盡可能的在減少停電時間的同時，通過進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)來促進(jìn)電網(wǎng)的運行。

另外，在主動配電網(wǎng)的網(wǎng)架拓?fù)鋵用嬉矐?yīng)當(dāng)進(jìn)行深入的探討研究。目前我國對于該方面的研究，通常著重于分布式電源的儲能規(guī)劃，對于其他方面去少有涉及。

最后，對于主動配電網(wǎng)的研究來說，我國通常都是結(jié)合國外的成功經(jīng)驗來進(jìn)行具體的研究，雖然可以吸收其中的一些先進(jìn)經(jīng)驗，但同時也與國內(nèi)實際配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生了一定的差異。

綜上所述，主動配電網(wǎng)在運行過程中，通常由于分布式電源的出力間歇性等外界因素而產(chǎn)生的變動的影響。這就要求我們在未來的發(fā)展過程中，充分結(jié)合主動配電網(wǎng)無功電壓的特性，加強對于主動配電網(wǎng)無功電壓控制方面的研究，為我國電力系統(tǒng)未來的發(fā)展開拓更為廣闊的空間。

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