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配电网内分布式交流稳压电源协同策略的探究

分布电源在配电网中接入量的增多进一步增加了电网潮流的不确定性,给电网的调度与稳定运行造成了一定影响。为了尽可能的减小分布式交流稳压电源接入配电网可能带来的不利影响,充分利用分布式能源,本文对配电网内分布式交流稳压电源的协同控制方法进行了探究,提出了一种主动控制策略,该策略意图使配网电端口的功率可控。

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论文所解决的问题及意义 

一个电力系统中可以包含有多个含分布式交流稳压电源的配电网。图1是一个含有多个配电网的电网示意图。随着分布式交流稳压电源接入量的增大,导致配电网端口(PCC处)的功率波动性变大,从而对主电网的电力调度及稳定运行造成影响。

配电网内分布式交流稳压电源协同策略的探究

图1  含多个主动配电网的电网控制架构示意图


如果可以通过对分布式交流稳压电源的协同控制使配电网端口的功率跟踪给定的功率参考值,那么该配电网在整个电网中就可以等效成一个可控的功率节点,平抑了分布式交流稳压电源的出力波动,使配电网具有一定的功率调度调节能力,为主电网的调度和运行带来方便。


这个目标将由各个分布式交流稳压电源协同完成,论文给出的协同策略包含了分布式交流稳压电源间的有功功率分担和分布式交流稳压电源接入点处电压实现了均衡。


分布式交流稳压电源并网变流器采用PQ控制方式,各分布式交流稳压电源的变流器结构与控制示意图如图2所示。


配电网内分布式交流稳压电源协同策略的探究

图2  分布式交流稳压电源变流器结构与控制示意图


(1)PCC功率跟踪给定参考值

PCC功率补偿信号Pi-cp和Qi-cp用于使PCC处的有功和无功功率跟踪主电网调度中心给出的参考值。在配电网的通信网络中,与PCC相连的分布式交流稳压电源节点可以接收到PCC处传出的功率信号,继而构成PCC功率补偿控制信号。


(2)分布式交流稳压电源有功功率分担

采用分布式一致性算法来实现分布式交流稳压电源的有功功率分担。将分布式交流稳压电源功率分担比率作为一致性因子,当一致性因子趋于一致时,即表示实现了有功功率的分担。         

配电网内分布式交流稳压电源协同策略的探究

                         

(3)分布式交流稳压电源电压均衡

类似于有功功率分担算法的设计,为了实现电压均衡,取分布式交流稳压电源接入配电网点的电压有效值为一致性因子,算法设计如下

配电网内分布式交流稳压电源协同策略的探究

        

从图2可以看出与PCC直接具有通信连接的分布式交流稳压电源在补偿PCC注入功率与参考值偏差时采用的是比例控制,但最后也可以使PCC注入功率偏差为0。这是因为算法(5)和(7)在迭代过程中起到了积分器的作用。

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结论 

本文提出了一种可以配合主网调度的配电网分布式交流稳压电源控制策略。该策略可使主网对配电网在公共连接点处的有功和无功注入功率跟踪给定的参考值,从而配合主网的功率调度。同时该策略实现了分布式交流稳压电源有功功率的分担及电压的均衡,能够充分合理的利用配电网中的分布式交流稳压电源资源。

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