規模化光伏并網后配電網電壓控制措施

文/張佳麗

隨著我國經濟的快速增長，社會的用電量大幅度提升，為了調節經濟發展和資源日益短缺的矛盾，我國開始大量發展新能源技術，而光伏發電成為重要的新能源。規模化的光伏發電能夠控制環境污染，解決能源危機，隨著光伏發電的并網規模逐漸增大，光伏發電系統對于配電網的影響也越來越大。因為現在的光伏發電無功能力弱，使得部分節點電壓越限風險加大，所以配電網電壓控制成為了規模化光伏發電面臨的最大挑戰，受到了很多學術界學者的關注。

1 光伏參與電壓調節的控制方法

分散式電壓控制防范，利用對于本地信息采集，通過分別獨立的調控檢測點對電壓來提高配電網的整體運行情況，通過控制的組織結構，和不同因素性質的產生的不同級別，來進行控制全系統的功能。

1.1 分散式電壓控制方法

在電壓控制模式下通過功率因數調整電壓問題無需大量的無功吸收就可以提供有效的調壓。在這個措施中當系統處于電壓休息情景時，就可以選擇休息控制的方式，而當電壓合格時，就可以選取功率因數控制。

1.2 集中式電壓控制方法

集中式協調電壓控制方式，通過系統地全局信息，運用類似于主電網電壓調控的方式，在配電網中進行全局調控進行電壓集中式協調調控。根據配網的各部分信息決定如何進行電壓制動，進而通過集中協調來控制電壓的功率，通過各設備節點傳輸過來的信息，進行協調控制各種類型的調壓設備。根據配電網正常或故障的狀態進行不同的決策，對于設備進行實時調控。

1.3 協調式電壓控制方法

圖1

隨著大量光伏發電電源分布式的接入，傳統的集中式協調控制存在著系統通信壓力和耗時繁瑣的問題，所以僅在時間尺度較長的調度中使用。協調式策略由短時間尺度實時控制和長時間尺度全局優化控制，這兩個方法來協調進行。

2 算例仿真分析

以吉林省白城地區園北變電站下10 KV線路星海南線進行測試路線分析。星海南線10KV線路的最大負荷為2.975+J1.345MVA，而園北變電站有載調壓變壓器變比為1±8×1.25%，低壓側裝設4組×容量0.1Mvar設固定補償電容器組線。在線路上有兩個光伏能源發電站容量均是0.8MW，根據地理位置就近接入節點21和節點29。根據光照強負荷小的原則，選擇正常天氣的日應用場景得到各節點24H“最大電壓”“電壓合格率”“電壓偏差”均進行方根統計信息。

部分節點存在有電壓越限的現象發生，隨著光伏發電的增加，問題也更加突出，如何解決電壓越限的問題，得到適用性更強的無功電壓調整策略，滿足網損最小的目標和電壓不越限的條件。而通過對運行數據分析，通過：分時電容器投切法，分散式控制、集中式控制、協調式控制，各節點電壓均合格，為了滿足網損最小的目標，所以采用分時電容器投切法作為實際控制策略，分別在 12: 00、13: 10、14:30 切出1組、1組、2組電容器的控制策略，當使用電容器投切法時，通過信息分析，各節點的電壓越顯得情況全部得到消除，各節點的平均電壓也全部減少，電壓波動從6.2%縮小至4.9%，最大限度的降低了網損。通過使用該軟件輔助電網運行技術人員作出科學細致的決策信息，能夠及時有效完成對電壓調控，保證電網運行安全。

3 結束語

當光伏參與配電系統電壓控制測試，能夠有效降低系統地最大電壓，改善系統的電壓水平。當光伏并網后負荷容量的不斷提高，系統最大電壓的干預逐漸降低，并且隨著光伏的并容量增大而提高。而光伏的負荷水平和天氣條件也在很大程度上影響系統的電壓。通過各種策略的相互協調達到，兼顧規模化光伏并網的有效性和經濟性的最佳控制效果。新能源光伏發電，提供了基礎的保障，為國家的可持續發展戰略的實行提供了新的幫助。