【《关于光伏逆变器参与配电网电压调节研究现状文献综述》2000字】

致谢关于光伏逆变器参与配电网电压调节研究现状文献综述近年来，随着光伏逆变器产业与智能逆变器的发展与广泛应用，配电网光伏用户的形态也逐渐由“被动管理”转变为“主动参与”，对分布式电源进行主动控制和主动管理。分布式光伏逆变器参与电压调节的能力在对分布式光伏调度管理研究中被充分挖掘。现有的光伏逆变器控制策略主要有有功剪切策略（activepowercurtailment,APC)[31-34]、无功补偿策略(reactivepowercompensation,RPC)[35-41]、有功无功最优配置策略(optimalinverterdispatch,OID)[5,42-43]。如果配电网的电阻远大于电抗，可以采用光伏有功剪切策略来简单有效地调节过电压问题，采用APC不仅降低配电网网络损耗还可以减少网络线路中有功功率的流动。常用的APC策略通常设定节点安全运行电压上限，当节点电压低于上限值时，光伏按照最大功率点追踪(maximumpowerpointtracking,MPPT)运行，而若节点电压值高于电压上限时，光伏单元根据设定的电压-有功曲线对光伏有功输出进行剪切[31-32]，而不是再按照MPPT功率运行在这些研究中。光伏有功剪切没有考虑各节点之间有功削减的协调，难以兼顾在实行APC策略与剪切后的赔偿，也很难保证APC策略的合理性，它的目的只是为了让各节点电压不越限。文献[33]提出了通过馈线中各逆变器公平分担总有功剪切量实现节点的过电压控制的基于APC的光伏逆变器电压调节策略。文献[34]通过分析电压灵敏度，统一协调设计各节点电压控制曲线参数来实现网络节点安全运行与均等实现每个光伏的有功剪切。然而，通过APC进行电压管理是要付出昂贵的代价的，它牺牲了能源，并且没有实现提高配电网的光伏消纳能力的目的。当在线路电阻和电抗数值相当的配电网中，光伏逆变器RPC则可以较为有效地用来调节电压。RPC主要包含三种无功调节方式，一是基于cosφ(PPV)；二是基于QPV(V)；三是基于QPV(PPV)。基于cosφ(PPV)的无功控制方法通过调节光伏逆变器无功功率来控制逆变器的功率因数并且将光伏有功输出PPV作为输入量[35-36]；基于QPV(V)的无功控制方法是对光伏逆变器无功进行调节并且将节点电压作为控制输入量[37-38]；基于cosφ(PPV)的无功控制方法是对逆变器无功进行调节的并且主要以光伏有功输出为控制输入量[39-40]。光伏逆变器RPC策略虽然以逆变器无功调节为依托进行电压控制，但在实际应用中，光伏的有功输出和功率因数导致了在电压控制过程中可能会出现光伏逆变器无功容量不足和电压控制效果较差的情况。为了解决APC与RPC中存在的问题，OID策略为了达到控制电压的目的，需要通过光伏逆变器同时进行有功剪切与无功调节[41]。对于某一光伏逆变器，其有功输出、无功调节量应满足运行约束要求，如图1.1当光伏逆变器运行在OID模式下进行电压调节时，其有功输出PPV、无功调节量QPV、逆变器运行功率因数cosθ与运行安装容量SPV应满足功率圆的关系，数学表达式可表示为式（1-1），在这种约束下，对光伏逆变器进行的有功剪切与无功调节合理有效的控制了配电网的电压[42]。OID控制策略不仅有APC的优点，还包含RPC的优点，不仅减少了能源的浪费，还能合理的利用逆变器的无功资源，使光伏逆变器能更加灵活地参与配电网的电压控制[43]。（1-1）图1.SEQ图1.\*ARABIC1光伏逆变器OID控制原理图上述所有配电网电压控制的研究均属于集中式的控制，这在分布式能源安装比例较低时较为适用。但随着国家政策支持与能源需求，未来高比例分布式能源将源源不断的接入配电网中，由于分布式能源数量众多、位置分散，极大的增加了配电网的电压控制的复杂程度，若仍采用上述集中式的电压控制方法，大量的控制变量会使得控制过程难以满足时间尺度的要求，这对含高比例分布式电源的配电网安全运行带来极大的挑战。近年来，集群控制的研究为上述问题的解决带来新的思路。集群控制通过集群划分使集中式问题分解为若干个子问题进行求解，极大的降低了变量的维度，简化了电压控制过程，缩短了问题求解时间，适合未来含高比例分布式光伏的配电网电压控制。参考文献MingD,XuZ,WangW,etal.AreviewonChina׳slarge-scalePVintegration:Progress,challengesandrecommendations[J].Renewable&SustainableEnergyReviews,2016,53:639-652.ZhaoB,ZhangX,LiP,etal.Optimalsizing,operatingstrategyandoperationalexperienceofastand-alonemicro-gridonDongfushanIsland[J].AppliedEnergy,2014,113(2):1656-1666.刘颖.分布式光伏及无功优化配置的配电网稳态电压控制策略研究[D].西安科技大学,2020.丁明,王伟胜,王秀丽,等.大规模光伏发电对电力系统影响综述[J].中国电机工程学报,2014,34(1):1-14.胡波，野中佑斗，横山隆一.大规模光伏系统并网对配电网的影响(英文)[J].电力系统自动化，2012，36(3):34-38.LongC,ProcopiouAT,OchoaLF,etal.PerformanceofOLTC-basedcontrolstrategiesforLVnetworkswithphotovoltaics[C].Power&EnergySocietyGeneralMeeting.IEEE,2015.A.DelPizzc,L.DiNoia,D.Lauria,M.Crispino,A.CantielloandF.Mottola。ControlofOLTCdistributiontransformeraddressingvoltageregulationandlifetimepreservation[J]，2018InternationalSymposiumonPowerElectronics,ElectricalDrives,AutomationandMotion(SPEEDAM),Amalfi,2018,pp.1002-1007.FaragHEZ,El-Saadany.AnovelcooperativeprotocolfordistributedVoltagecontrolinactivedistributionsystems[J].IEEETransactionsonPowerSystems,2013,28(2):1645-1656.AndreasT,Procopiou,etal.VoltagecontrolinPVrichLVnetworkswithoutremotemonitoring[J].IEEETransactionsonPowerSystems,2017.张勇军，黄向敏.基于修正功率因数评估的配电网低压电容器协同控制[J].电网技术，2015，39(10)：2894-2900.VovosPN,KiprakisAE,WallaceAR,etal.Centralizedanddistributedvoltagecontrol:impactondistributedgenerationpenetration[J].IEEETransactionsonPowerSystems,2007,22(1):476-483.费丽强，赵娜.基于OLTC和SVC的光伏并网发电电压控制技术研究[J].电网与清洁能源，2012，28(5)：50-53.PezeshkiH,ArefiA,LedwichG,etal.ProbabilisticvoltagemanagementusingOLTCanddSTATCOMinDistributionNetworks[J].IEEETransactionsonPowerDelivery,2017:1-1.ContiS,GrecoAM.[IEEEMELECON2008-2008IEEEMediterraneanElectrotechnicalConference-Ajaccio,France(2008.05.5-2008.05.7)]MELECON2008-The14thIEEEMediterraneanElectrotechnicalConference-Voltageregulationthroughoptimalreactivepowerdispatchinginactivedistributionnetworks[C].ElectrotechnicalConference.IEEE,2008:792-798.WangP,LiangDH,YiJ,etal.Integratingelectricalenergystorageintocoordinatedvoltagecontrolschemesfordistributionnetworks[J].IEEETransactionsonSmartGrid,2014,5(2):1018-1032.IngmarLeisse,OlofSamuelsson,JorgenSvensson.CoordinatedvoltagecontrolindistributionsystemswithDG-Controlalgorithmandcasestudy[C].IntegrationofRenewablesintotheDistributionGrid,CIRED