基于“先无功–后有功”功率补偿的配电网电压协同控制策略

摘要

整县分布式光伏电源的大量开发与利用及分布式电源规模化并网对实现“碳达峰、碳中和”与“乡村振兴”两大国家战略具有重要的现实意义。由于分布式电源发电尖峰和低谷阶段与负荷峰谷时常不同步，进而导致配电系统过/欠电压问题，严重影响了电能质量，甚至威胁系统安全。针对上述问题，本文提出一种基于“先无功–后有功”功率补偿的配电网层级式电压协同控制策略。首先，建立基于“先无功–后有功”功率补偿的配电网层级式电压协同控制框架。其次，结合多微电网节点注入电流与电压的方程与功率–电压灵敏度分析，根据多节点电压越限程度，提出一种基于“先无功–后有功”功率补偿的多智能体协同调节策略，该策略先通过无功补偿器进行无功调节，当电压尚未得到有效治理时，再采用多微电网进行有功调节。再次，为了进一步满足各节点微电网有功功率调节需求，并考虑电网内部源–荷–储运行成本与污染排放，提出一种基于多目标优化的微电网内部分布式源–荷–储优化协调功率控制策略。最后，在MATLAB平台中设计了3种仿真场景以及IEEE测试系统模型对所提控制策略进行了验证。结果表明，所提出的电压协同控制方法在最经济的情况下可以实现各节点电压的综合高效治理，同时，所提出的微电网优化协调功率控制策略能使源–荷–储在绿色经济的供电模式下实时精准地满足电压治理目标下微电网有功调节的需求。仿真实验结果验证了本文所提控制策略的有效性。

关键词

配电网 / “先无功–后有功”功率补偿 / 电压协同控制 / 源–荷–储协调控制