规模化光伏并网后配电网电压控制措施

文/张佳丽

随着我国经济的快速增长，社会的用电量大幅度提升，为了调节经济发展和资源日益短缺的矛盾，我国开始大量发展新能源技术，而光伏发电成为重要的新能源。规模化的光伏发电能够控制环境污染，解决能源危机，随着光伏发电的并网规模逐渐增大，光伏发电系统对于配电网的影响也越来越大。因为现在的光伏发电无功能力弱，使得部分节点电压越限风险加大，所以配电网电压控制成为了规模化光伏发电面临的最大挑战，受到了很多学术界学者的关注。

1 光伏参与电压调节的控制方法

分散式电压控制防范，利用对于本地信息采集，通过分别独立的调控检测点对电压来提高配电网的整体运行情况，通过控制的组织结构，和不同因素性质的产生的不同级别，来进行控制全系统的功能。

1.1 分散式电压控制方法

在电压控制模式下通过功率因数调整电压问题无需大量的无功吸收就可以提供有效的调压。在这个措施中当系统处于电压休息情景时，就可以选择休息控制的方式，而当电压合格时，就可以选取功率因数控制。

1.2 集中式电压控制方法

集中式协调电压控制方式，通过系统地全局信息，运用类似于主电网电压调控的方式，在配电网中进行全局调控进行电压集中式协调调控。根据配网的各部分信息决定如何进行电压制动，进而通过集中协调来控制电压的功率，通过各设备节点传输过来的信息，进行协调控制各种类型的调压设备。根据配电网正常或故障的状态进行不同的决策，对于设备进行实时调控。

1.3 协调式电压控制方法

图1

随着大量光伏发电电源分布式的接入，传统的集中式协调控制存在着系统通信压力和耗时繁琐的问题，所以仅在时间尺度较长的调度中使用。协调式策略由短时间尺度实时控制和长时间尺度全局优化控制，这两个方法来协调进行。

2 算例仿真分析

以吉林省白城地区园北变电站下10 KV线路星海南线进行测试路线分析。星海南线10KV线路的最大负荷为2.975+J1.345MVA，而园北变电站有载调压变压器变比为1±8×1.25%，低压侧装设4组×容量0.1Mvar设固定补偿电容器组线。在线路上有两个光伏能源发电站容量均是0.8MW，根据地理位置就近接入节点21和节点29。根据光照强负荷小的原则，选择正常天气的日应用场景得到各节点24H“最大电压”“电压合格率”“电压偏差”均进行方根统计信息。

部分节点存在有电压越限的现象发生，随着光伏发电的增加，问题也更加突出，如何解决电压越限的问题，得到适用性更强的无功电压调整策略，满足网损最小的目标和电压不越限的条件。而通过对运行数据分析，通过：分时电容器投切法，分散式控制、集中式控制、协调式控制，各节点电压均合格，为了满足网损最小的目标，所以采用分时电容器投切法作为实际控制策略，分别在 12: 00、13: 10、14:30 切出1组、1组、2组电容器的控制策略，当使用电容器投切法时，通过信息分析，各节点的电压越显得情况全部得到消除，各节点的平均电压也全部减少，电压波动从6.2%缩小至4.9%，最大限度的降低了网损。通过使用该软件辅助电网运行技术人员作出科学细致的决策信息，能够及时有效完成对电压调控，保证电网运行安全。

3 结束语

当光伏参与配电系统电压控制测试，能够有效降低系统地最大电压，改善系统的电压水平。当光伏并网后负荷容量的不断提高，系统最大电压的干预逐渐降低，并且随着光伏的并容量增大而提高。而光伏的负荷水平和天气条件也在很大程度上影响系统的电压。通过各种策略的相互协调达到，兼顾规模化光伏并网的有效性和经济性的最佳控制效果。新能源光伏发电，提供了基础的保障，为国家的可持续发展战略的实行提供了新的帮助。