分布式電源調控方法及調試技術分析

何明宇

【摘 ?要】隨著國家的發展，對能源的消耗不斷增大，能源緊缺、環境污染、氣候惡化等問題的日益嚴峻，加快開發利用可再生能源已成為國際社會的共識，大力發展可再生能源已成為我國的重要能源戰略措施。中國作為世界上能源消耗量和需求量都非常大的發展中國家，政府高度重視能源產業結構調整，大力發展可再生清潔能源。

【關鍵詞】分布式電源調控;調試技術

引言

隨著近年來分布式電源的迅速普及，其在電網中的比重也越來越大。而對于配電網，分布式電源的接入將會帶來一系列問題。

1配電網分布式協同電能質量治理控制策略研究

在主動配電網體系下，依據全局優化、分層協同、區域自治的原則，研究基于主導節點的智能區域分割技術，進而基于弱通信交互的分布式協同電能質量治理控制策略，全面提升配電網的電能質量指標。主動配網體系下，各類電能質量治理設備種類繁多，包括各類分布式電源、配變無功補償、有載調壓配變、有源濾波器、電抗器等，研究主動配電網下電能質量治理設備標準通信規約，依托統一標準規范，進而實現對配電網電能質量治理設備的綜合管理和協調控制。

1.1控制策略

基于三級協調的配電網無功電壓優化方法，主要涉及10kV無功補償設備控制、10kV線路調壓器控制、配變低壓無功補償控制等方面，每層控制時都需要考慮其對電壓和無功造成的影響。配電網電壓預算的方法是自下而上的判斷，電壓校正控制是自上而下的策略，并按照下述原則進行控制：電壓超過限制時，啟動電壓校正功能，并對負荷波動變化情況進行分析，生成相應的遙控命令。電壓校正實時控制流程圖如圖1所示。

1.2ConsistentHashing分布式算法

考慮對于多臺計算機的分布式計算，在每臺工作站上實現負載平衡，在增加計算節點和節點故障退出的情況下能維持系統的穩定，確保系統的不間斷運行。系統在分布式任務分配上采用ConsistentHashing算法，確定統一的Hash函數，確保Hash值在0-2之間。首先對各個工作站節點的哈希值進行計算，配置到0-2圓上，然后使用相同的方法將計算群落鍵的哈希值計算出來，并將其映射至圓上，再根據映射位置進行查找，找到第一個節點后對數據進行保存。如圖2所示。

考慮對圖2的圓增加一臺工作站（節點），只會影響新增節點逆時針方向的計算群落，對鍵的重新分布造成了非常大的抑制，維持了計算體系的穩定性。接入分布計算節點如圖3所示。考慮到一般的Hash函數，節點映射地點分布情況不均勻，所以各工作站按其計算能力申請了100～200個虛擬節點。可以使分布不均勻的情況得到抑制。增加工作站時，在新工作站上分配的數據實際來自多臺工作站，而有工作站故障退出時，其負荷也會分擔到多個工作站上。ConsistentHashing算法可以確保在工作節點數量變更時能自如適應，實現計算任務的負載均衡，而不會導致計算任務的大批量重新分配。因此，分布式電源接入的主動配電網電能質量治理大數據挖掘技術，旨在確立分布式電源接入的主動配網電能質量治理所需的數據，如節點電壓、負荷狀態、分布式電源出力、潮流、諧波含量等，掌握不良數據檢測、辨識及修正機理;綜合考慮分層分區電壓控制及功率特性、無功控制裝置動作特性等，考慮分布式電源、負荷的波動規律和隨機性，構建主動配網電能質量治理信息數據庫。在主動配電網體系下，依據全局優化、分層協同、區域自治的原則，研究基于主導節點的智能區域分割技術，進而研究基于弱通信交互的分布式協同電能質量治理控制策略，全面提升配電網的電能質量指標。

2分布式電源調試技術的應用

2.1分布式電源調試技術的原理

分布式電源接入的主動配網電能質量治理大數據挖掘技術研究，是確立主動配網電能質量治理所需的

數據，構建主動配網電能質量治理信息數據庫，為電能質量綜合治理技術的研究提供基礎和依據。主動配電網分布式協同電能質量治理控制策略，研究基于主導節點的智能區域分割技術，進而研究基于弱通信交互的分布式分區協同電能質量治理控制策略，是電能質量綜合治理技術的實現手段。主動配電網電能質量治理設備標準通信規約的研究，實現了主動配網下的電能質量治理設備的綜合統一管理，依托統一標準規范，才能實現對配電網電能質量治理設備的綜合管理和協調控制。主動配電網分布式智能控制裝置研發及其應用示范，基于主動配電網分布式協同控制策略，開發分布式智能控制裝置，利用這些裝置才能實現分層分區架構下，分布式光伏、小水電等多種分布式電源接入的電能質量綜合治理，滿足主動配電網對生產管理、電能質量提升、降損節能等各方面的要求。同時，根據工程應用的實際建設和運行管理經驗制定相關規范，以驗證研發裝置的有效性。

2.2分布式電源調試技術的具體步驟

通過調研的形式，為該項目的開展提供基礎資料;在已掌握的技術基礎上，進一步進行工程應用研究，包括硬件設備的關鍵技術，基礎理論研究，以及上層數據平、控制系統的建設研究;最終形成完整的系統體系，并建設一套立體的基于多智能技術的電能智能動態治理控制系統。具體步驟如下：（1）進行調研，掌握區域配電網損耗、功率平衡與節能控制的現狀。（2）進行硬件設備的研究，包括電力電子電路拓撲的結構研究、控制方法研究、電路器件選型研究，并試制樣機，進行實驗室的試驗測試研究。（3）安排專門人員對硬件設備的關鍵技術與制造技術研究。硬件設備應能適應電力系統的各種工況，符合電磁兼容性要求。同時，具備人機界面及與自動化系統接口技術的研究，明確分散控制與中央控制間的相互關系。（4）對上層數據平臺和控制系統的關鍵技術進行研究，充分結合現代通信技術、計算機技術、網絡技術，實現系統可觀測（能監測所有設備的狀態）、可控制（能控制所有設備）、完全自動化（可自適應并實現自愈）和系統綜合優化平衡，從而使電力系統更加清潔、高效、安全、可靠。在控制過程中，先將分布式電源根據控制量及數據類型進行分層，然后建立不同層和同層之間控制量間的聯動協調策略，同時控制量隸屬于具體的分布式電源發電設備，達到協調控制的目的。整個系統同時具備了負荷預測、數據采集、協調優化控制、發電功率預測等功能，實現了綜合評價報告、協調控制、運行狀態監視、數據挖掘、負荷預測等高級應用功能，保證了分布式電源的安全運行。

結語

本文以配電網分布式協同電能質量治理控制策略研究，分布式電源調試技術的應用進行分析。

參考文獻：

[1]劉健，張志華，黃煒，魏昊焜.分布式電源接入對配電網故障定位及電壓質量的影響分析[J].電力建設，2018，36（1）：115-121.

[2]陳國恩，張磊，王躍強.分布式電源智能調控系統研究與實踐[J].電氣技術，2017（3）：90-93.

（作者單位：國網太原供電公司）