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含小水电的配电网电压无功优化控制综述

2022-03-03闫群民王佳沈延峰李杰义周密

电力电容器与无功补偿 2022年1期
关键词:小水电调压储能

闫群民,王佳,沈延峰,李杰义,周密

(1.陕西省工业自动化重点实验室,陕西 汉中 723001;2.国网安康供电公司,陕西 安康 725000;3.陕西理工大学电气工程学院,陕西 汉中 723001)

0 引言

小水电作为一种清洁型新能源发电方式,受到了国家的大力支持与发展[1]。小水电的开发利用不但缓解了农村的用电紧张问题,在小水电的丰小运行方式下还可以将多余的电能向电网侧馈送,在一定程度上带动了社会经济的发展[2-3]。小水电多为径流式,无调节水库,其自身调节能力弱甚至没有调节能力。因此小水电发电受季节性波动影响较大,在夏季丰水期,小水电存在满发现象,在满足本地负荷需求的情况下,向电网侧倒送电能,由传统的受端系统变为电源侧,由于小水电通常以集群接入的方式T 接于线路末端且其线径较小、输电距离远、受上级电网电压钳制,在小水电满发时向电网侧输送电能的能力弱,导致局部电网电压普遍偏高[4-6]。冬季枯水期,小水电欠发功率需要从电网侧吸收功率,成为受端系统,由于水电站位于系统末端,输电距离长且电气联系弱,因此电网末端的电压普遍偏低,甚至越下限问题严重[7-8]。小水电接入配电网导致电压不合格问题不但影响配电网的正常运行,而且使用户侧的电能质量难以满足要求。为了应对小水电并网带来的不利影响,对其电压无功优化控制手段的研究,有助于增强小水电的消纳能力、充分发挥小水电的积极作用、改善配电网的电能质量、减少网络损耗[9]。

综述分析了小水电集中接入的配电网过电压产生机理,结合含小水电的配电网电压调整原理,分析了其电压控制手段,从改变配电网相关参数和传统电网设备以及加强型电网设备等方面介绍了基于配电网结构和电网设备的电压控制方式,由多目标无功优化模型的建立和优化算法的改进等方面总结了基于配电网无功优化的电压控制手段。最后介绍了基于配电网分层分区的电压控制,并对配电网的电压控制研究方向提出一些建议。

1 小水电接入对配电网电压特性的影响

1.1 小水电接入配电网过电压机理分析

小水电并网增加了配电网的复杂性,且由于小水电自身调节能力弱,受季节性影响较大,在两个典型气候运行方式下对于配电网的电压质量、网络损耗等会产生一定的影响,在夏季丰水期,小水电满发功率甚至向电网侧倒送电能,由受端系统变为电源侧,在冬季枯水期发不出功率,由于小水电一般处于线路末端,因此导致末端电压普遍较低。文献[10]通过建立理想模型,分析了小水电并入该理想输电系统时母线电压的变化情况,其模型见图1。

图1 小水电接入节点1的简单模型Fig.1 Simple model of small hydropower access to node 1

当小水电在节点1 并网时,此时节点1 母线电压可表示为式(1)、节点2 母线电压可表示为式(2)。

式中:P0、Q0分别为并网小水电的有功出力和无功出力。由上述模型分析可知小水电在母线1 侧并网时小水电的并网母线处的电压会抬升,节点2 处的母线电压也会升高,并且其母线电压随着并网小水电容量的增大而增大,此外当小水电在配电网络的不同位置并网时,也会对母线电压产生影响。

1.2 小水电接入的配电网电压调整原理分析

电网系统中的负荷大小是不断波动的,这就决定了配网线路中的功率也是波动的[11]。小水电接入配电网,由于其出力受季节性波动影响较大,会影响电网中的功率流动。为了保证电力系统能够正常运行、电能质量满足要求,需要采取各种调压措施以改善小水电接入配电网导致的电能质量不合格问题。

文献[12]建立了如图2 所示的小水电接入的简单配电网模型,对各种调压措施的基本原理作一分析。研究时为了分析方便,忽略了输电线路和变压器中的导纳支路,该网络中的相关参数皆已归算至高压侧。经过分析,低压侧的电压Ub可表示为

图2 小水电接入的配电网电压调整原理图Fig.2 Schematic diagram of voltage adjustment of distribution network with small hydropower access

式中:UG为小水电站并网时的母线电压;Ub为低压侧的电压;k1、k2为变压器的变比;R和X为该网络中线路的阻抗,皆已归算到高压侧;ΔU为该配电网络中的电压损耗。

由以上分析可知,可以通过调节水电机组的端电压、水电机组发出的有功功率、无功功率、变压器的变比等参数对电压进行控制。由于改变发电机的有功输出对于ΔU影响不大,且发电机作为系统的唯一有功电源不能对其随意设置,因此一般不采用改变有功功率P来调节电压。

2 含小水电的配电网无功电压控制

2.1 基于配网结构和电网设备的电压控制

基于配网结构的电压控制方法有:更改线路参数、专线并网、集中变电站调压等;可用于电压调节的电网设备有:有载调压变压器(OLTC)、并联电抗器、双向自动电压调节器调压、静止无功补偿装置、静止同步补偿装置等。

2.1.1 更改线路参数

增大配电网输电线路的导线截面可以使输电线的电阻和电抗减小,从而使电压降落减少,降低部分并网点电压,减少线路损耗,提高经济效益[5,13]。文献[5]采用更改输电线路导线参数的方式,进行调节电压,改善电压越限问题,并结合某地区的实际网络模型进行仿真验算,结果显示,优化输电线的导线参数可以改善该地区的无功电压水平。

2.1.2 小水电分散专线并网

由于小水电常以集中专线形式并网,因而在输电线路上会出现功率叠加现象,受此影响网络中的各节点之间电压损耗会变大,因此小水电的并网点处电压常常较高[14]。小水电通过分散专线并网时[15],每个小水电站通过各自的并网专线输送电能,不会出现功率叠加现象,各节点之间的电压损耗较小,因此小水电并网处的母线电压也不至于过高,分散专线并网见图3。分散专线并网的调压方法可以在一定程度上改善小水电集中并网所导致的电压越限问题,但由于这种调压方式需要对配电网络的输电结构进行大规模改造,会增加投资成本。

图3 分散专线并网Fig.3 Interconnection of decentralized special line

2.1.3 采用集中变电站调压

当小水电群集中接入某一10 kV 线路时,先将这些小水电的电能送入35 kV 变电站,在35 kV 变电站内将其所发的电能进行平衡,之后用10 kV 线路馈送至用户端,这样经过改善之后低压用户侧的电能质量能够满足要求。为此文献[16]提出一种集中变电站调压的方式,对于小水电比较密集的区域,采用集中变电站平衡电能再分配到用户端的方法,可以在很大程度上改善用户侧的电能质量,但是集中变电站调压需要重新建立变电站,其工期相对较长,且增加了投资成本,因此对于小水电密度相对较小的地区,这种调压方法的可行性较差。

2.1.4 水电机组进相运行调压

当水电机组欠励运行时,水电机组变为进相运行状态,此时水电机组会发出有功功率,但是要从电网系统吸收感性无功功率,因此利用水电机组的进相运行状态可以削弱系统中过剩的无功功率,从而达到对节点电压的抑制作用[3,17],文献[3]首先利用单个小水电机组接入配电网的模型研究机组进相运行时其并网处的节点电压变化情况,其原理分析见图4,其采用机组部分进相,部分迟相的运行方式对电压进行调节,并经过陕南某地区小水电接入的配电网实际模型仿真验证了其有效性。

图4 单机组进相运行并网模型Fig.4 Grid⁃connection model for single unit in operation

机组进相运行时配电网母线电压U2公式为

由式(4)可知,小水电进相运行时吸收无功,且其进相深度越大,并网母线的电压U2下降的越多。虽然小水电进相运行可在一定程度上改善电压越限问题,但是小水电进相运行也有一定的局限性,由于配电网不可能是无穷大系统,且发电机受其定子端温升以及功角的限制,因此进相运行的深度必须在要求的范围内。

2.1.5 传统无功电压控制设备调压

1)有载变压器调压。

有载调压变压器(OLTC)在带有负载时,根据负荷大小选择不同的调压分接头,可以使电压的变化幅度减小,还可以改变电压的变化趋势。在配电网的电压和负荷不断波动时,有载调压变压器能够在不断续的情况下快速调节合适的分接头,对电压进行调整,使电压满足要求,能够保证用户侧的供电可靠性[18]。

2)双向自动电压调节器调压。

线路电压调节器一般安装于线路中段,双向自动调压器具有快速检测潮流方向、自动调节系统电压、双向快速频繁动作等特点,可以使用户侧的电能质量满足标准要求[19]。电压调节器分散使用的效果好,因此最好多点装设电压调节器进行调压。文献[20]提出了利用双向自动调压器反向调压的方法,经测试该方法能有效改善电压。

3)并联电抗器调压。

并联电抗器可用于削弱轻载或空载线路中感性无功的分布,可以提高电能的输送效率,减少功率传输的损耗,提高经济效益[5]。文献[21]从补偿点的选择、补偿容量的大小以及投入电抗器的组数等方面提出了小水电接入10 kV 并联电抗器的优化配置方法,其经过仿真证明了此种并联电抗器优化配置方法的正确性。文献[2]提出并验证了并联电抗器的设置位置最好是在低压侧。

以上介绍了传统无功电压控制设备调压,这也是目前国内含小水电的配电网用的最广泛的电压控制手段,虽然传统无功电压控制设备对于含小水电的配电网电压具有一定的调节作用,但传统无功电压控制设备也有一些不足之处,首先,由于各设备之间的性能差异不同,可能会互相影响;其次,传统无功电压控制设备的动作延时长,且其动态性能差易受限制;最后,传统无功电压控制设备的连续调节能力差,且不能实现有功-无功的联合控制。而国外在使用传统设备进行电压控制时,多采用了协同控制技术,文献[22]以分布式电源、有载调压变压器,以及电压调节器为协同控制对象,从控制区、线路压降补偿、死区以及控制器参数的选择等方面进行研究,提出了一种分布式协同控制技术,他能够最大化利用分布式电源自身的调节能力,对电压进行调节,同时最大限度地减少有载调压变压器和电压调节器的动作次数。并在澳大利亚的配电网进行仿真,其结果表明该技术的有效性。

2.1.6 增强型无功电压控制设备调压

1)静止无功补偿装置调压。

静止无功补偿装置(SVC)具有无功双向调节能力,当电压发生变化时,可以实现当前电压水平下的无功平衡,对于小水电集中接入的配电网,静止无功补偿装置(SVC)可以削弱无功,从而对电压进行控制[23-25]。文献[26]提出了一种自适应动态规划策略,实现了静止无功补偿器的电压优化控制。SVC 的不足之处在于,其无功功率补偿大小受节点电压的影响较大,当电压较低时其补偿容量降低。

目前配置SVC 的变电站根据当前变电站内的高压母线进行自主控制,未考虑其他等级母线的电压限制,致使主变中压侧的电压不合格;装配的SVC 不考虑全网协同控制,各厂站之间易互相影响,在配电网中产生无功波动。因此,基于SVC 的电压控制可以研究SVC 与自动电压控制(AVC)的协同控制,这样可以提高配电网的电压质量,发挥SVC 装置的最佳效果。

2)静止同步补偿器调压。

静止同步补偿装置(D-STATCOM)是电压或电流幅值、相位可变的电源,其无功输出大小可调以此实现对电压的调节作用[27]。文献[28]提出了一种基于电感-电容-电感(LCL)型D-STATCOM 的准比例谐振(QPR)分相控制策略,动态地保证配电网的电能质量,能较好地适应小水电的运行特性。文献[29]提出一种无功电压协同配合的控制策略,其由D-STATCOM和微网构成,D-STATCOM 对无功进行平滑调整,微网用来供应分级无功功率,将这两者协同起来可以实现对于无功电压的快速调节。

D-STATCOM 是近几年兴起的增强型设备,目前国内外多从协同控制、以及电力系统稳定运行方面对D-STATCOM 进行研究,且多用于配电网的电能质量改善。D-STATCOM 与储能装置进行配合,能够很好地解决含大规模分布式电源的配电网的电能质量问题,未来对于D-STATCOM 装置的研究可以将其与储能装置进行结合,进行有功-无功联合控制研究。

3)储能系统调压。

储能系统(ESS)对于波动性新能源发电导致的系统电压波动、相位不平衡、频率变化等问题能够快速调节。储能装置还有供蓄能力,可用于平整电网的功率波动、改善电压质量[30]。

目前国内外对于储能装置的研究主要集中在电力系统的运行控制,以及改善由于分布式能源并网造成的电能质量问题等方面。美日等国对于储能系统的研究相对较早,技术也比较成熟,已在个别领域形成产业化。文献[31]采用自适应神经模糊系统,提出一种用于交流微电网中分布式发电的新型智能能源管理系统。文献[32]采用差分进化优化技术设计了一种基于分布式电源与储能系统的比例积分控制器,用以有效地改善分布式能源并网导致的电能质量问题。最后进行了测试,仿真结果表明该控制器具有良好的鲁棒性。文献[33]提出,由于小水电、光伏等分布式能源以及电动汽车等负载接入配电网,造成了配电网电能质量问题,而传统的储能系统控制方式难以满足要求,提出了一种基于集群控制的储能系统控制策略,从而很好地解决配电网的电能质量问题。未来可研究小水电等分布式能源与储能系统的协同控制、以及储能装置的效益评估。

为进一步提高对于小水电接入的配电网电压控制能力,基于电网电压控制设备的进一步研究方向是研究将小水电、可控负载、无功电压调节装置及储能装置等多要素结合的配电网电压控制,将各种调压措施协调起来,从而实现配电网电压的最佳控制效果。

2.2 基于配电网无功优化的电压控制

通过调节变压器分接头、无功补偿装置的容量、发电机的出力等措施对配电网进行无功优化,可以使系统的网损降低、电能质量提高[34-35]。

2.2.1 含小水电的配电网无功优化模型

对于含小水电的配电网无功优化,可以改善电压质量、降低网损、提高经济效益,使配电网能正常稳定、经济地运行[36-37]。其目标函数的选择可以从经济性、安全性、稳定性等方面考虑。目前在研究含小水电的配电网无功优化时,常建立网损最小、电能质量最好、投资成本最小等目标函数。其约束条件为潮流功率平衡方程,以及由控制变量和状态变量组成的不等式。

文献[38]将网损作为优化目标,并建立了目标函数,其目标函数公式为

式中:Nk为网络中的所有的支路;Gk(i,j)为两节点之间的电导;φ为节点间的电压相位差。

文献[39]将减小网损和提高电压质量作为优化目标,并建立了数学模型,其中电压偏移最小的目标函数可表示为式(6),基于电压稳定指标的目标函数可表示为式(7)。

式中:N为网络中的所有节点;为节点电压的期望值,的值一般取为1;为期望电压的最大偏移值。

考虑电压稳定裕度的无功优化,通常以δmin最大为目标函数。

文献[40]建立了以小水电站无功功率补偿装置容量最小,节点运行电压为罚函数的目标函数,其表达公式为

式中:N为补偿电容器的接入点数;Qcx为x处所投补偿电容器容量。

此外,文献[41]建立了含小水电的电抗器配置数学优化模型,其目标函数公式为

对于该模型其约束条件公式为

由于传统的并联电抗器容量配置通常是基于经验判断,缺少理论指导,对于不同运行条件下的小水电,不能满足要求,以至于在电压越限的情况下,并联电抗器的容量配置过小不能起到降压的作用,或者配置的容量过大造成电压水平降低至标准值以下,造成容量浪费。该模型对于小水电站的并联电抗器配置具有指导作用,有效地避免了以往经验式配置电抗器带来的不良影响。

上述含小水电的无功优化在研究时,不考虑变压器接头、无功功率补偿装置等调节装置是否连续动作,难以符合实际情况,一般称之为静态无功优化,而动态无功优化指的是在电网系统中负荷的大小给定、电源的有功输出也给定,通过调节各无功补偿装置、变压器分接头、发电机的无功输出等,在满足运行约束条件下使整个系统的网损最小、各无功电压调节设备的调节成本之和最小,由于各调节装置的日允许动作次数有限,因此动态无功补偿中无功调度和电压控制存在强耦合。文献[42]建立的动态优化模型是为了优化系统的网损、变压器分接头动作次数、以及无功补偿装置的投切次数,其主要依靠分布式电源自身的调节作用来减少调节装置的的动作次数,却未把分布式电源可能带来的电压质量问题考虑在内。文献[43]以一天的网损为优化目标,将有功无功输出的潮流功率平衡方程作为等式约束,将发电机输出无功、节点电压、变压器和电容器的调节次数等作为不等式约束,建立了动态无功优化模型。

由于动态无功优化问题相对比较复杂,且对于动态无功优化的相关理论基础研究尚不完善,因此需要对其进一步研究,未来可以进行小水电与其他形式的分布式电源、储能装置等联合的动态无功优化研究,进一步完善含小水电的配电网无功优化体系,且在进行动态无功优化时,要从多方面综合考虑其可能对配电网产生的影响,不断提高配电网的动态无功优化性能。

2.2.2 小水电接入的配电网无功电压优化算法

无功优化算法分为传统算法和智能优化算法,传统算法对于多目标问题,以及离散变量问题的求解存在局限性,因此目前较少被采用,各种启发式智能算法计算速度快、结果可靠、收敛性好且全局搜索性能强。被广泛应用于配电网无功优化[44-45]。

文献[39]建立了网损、电压偏移、电压稳定指标的多目标优化模型,用模糊控制改进粒子群算法的相关参数,并结合了模拟退火算法。该算法能有效避免算法中相关参数的盲目选取,最后经过仿真可发现其改进的PSO 算法对维数不敏感,更适用于大规模复杂电力系统无功优化。文献[40]建立了无功补偿装置的无功补偿量最小的目标函数,并以节点电压作为罚函数,通过免疫遗传算法进行求解该模型,最终通过仿真结果证明了该方案对电压越限问题的有效性。文献[46]建立多目标无功优化模型用以减小网损,改善电压质量,其求解目标函数时,对鲸鱼优化算法(WOA)进行改进,有效解决了WOA算法的全局搜索能力差、收敛性差、结果准确性低等缺点,经过IEEE 标准节点仿真,证明了该算法能够解决以上所提的问题,但是该算法的种群多样性较差。文献[47]从网损和电压水平两方面进行优化,并建立目标函数,针对标准蝙蝠算法(BA)全局搜索能力差、种群多样性差的缺点,提出一种混沌蝙蝠算法(CBA),经过IEEE 33 节点仿真,表明该算法具有良好的全局搜索能力和种群多样性,虽然该算法经过改进后,其性能有所加强,但同时也增加了其复杂性,且算法的收敛速度较慢。

目前,智能优化算法虽然被广泛用于各种优化问题,但是其还有不足之处,需要进一步发展和完善:1)算法中各种参数的设置对算法性能的影响较大,而其参数的设置常依据经验得出,缺乏实践性;2)智能优化算法已经应用于多个领域,对于求解某些实际问题已形成固有框架,使得其在解决一些问题时无能为力。因此,未来要进一步从算法收敛性、算法搜索能力、算法相关变量设置等方面对现有算法进行优化,针对现有算法理论基础拓展新的算法领域。

现阶段,国内外针对含小水电的配电网无功优化的研究方面已经取得了一些成果,但是还存在一些不足,针对配电网的无功电压优化,往往只从无功优化的角度进行研究,模型场景较为单一,且已经形成固有框架,在面对日益复杂的电力系统时,其无功优化结果不够准确合理,不能满足实际需求,为了改善这一现状,对于配电网的无功电压优化研究应结合多策略,多体系综合进行研究,网络重构与无功电压综合优化的研究、分布式储能与无功电压综合优化的研究、以及基于能源互联的综合能源消纳与无功电压的协同优化是下一步的研究热点[48]。

2.3 小水电接入的配电网分层分区的电压控制

2.3.1 电压分层控制

对于电压的分层控制有3 个等级,第1 级为电压就地控制,其控制时间很短,对于含小水电的配电网主要是控制其水电机组的AVR 励磁系统。第1 级电压控制是为了将小水电并网节点的电压调整到参考值,在其电压控制过程中,对各控制设备进行单独控制[49]。第2 级电压控制是区域内电压自治,主要控制区域内的各种无功补偿设备,电抗器、SVC、D-STATCOM、OLTC 等,第2 级电压控制主要是为了改善该地区的电压水平。第3 级电压控制在整个电网范围内进行协调控制,其控制对象是整个系统中所有可控的电压调节装置,第3 级电压控制与第2 级电压控制结合起来,对配电网从技术和经济两方面进行优化[50-51]。文献[52]综合考虑配电网的结构,结合分布式电源、各无功电压调节设备,提出一种电压分层控制方法,该电压控制方法可以有效避免电压调节过程中产生的振荡问题,可以始终保持电压质量满足要求。

2.3.2 电压分区控制

作为电压分层控制的第2 级,配电网分区电压控制可以改善系统的电能质量、实时比较该分区内关键节点的电压偏差大小,如果电压水平不合理时,就将分区内的电抗器、SVC、D-STATCOM、OLTC等装置的参数进行重新设置,并以此使分区内的电压水平满足要求[53]。电压分区控制在很大程度上缩短了配电网的电压调节响应时间,对于配电网安全稳定运行具有重要意义[54]。目前,含小水电的配电网分区电压控制主要是依靠其分区内的各种无功电压调节设备进行自治,以及充分利用分区内小水电自身的调节特性。对配电网进行分区电压控制时,由于其分区内的调节设备数目众多,当中央控制系统对其进行控制时产生的数据较多,因此,在进行电压控制时对控制系统的数据处理和分析能力要求较高。电压分区控制使电压弱耦合区域形成电压分散自治,对于配电网的电压控制效果具有重要意义[55-57]。

文献[58]针对主动配电网中的电压控制设备,研究其响应速度的分层、分阶段电压协调控制模型对于分区电压控制中的D-STATCOM 和分布式电源协同的两阶段分区电压控制,作了重点的研究分析,并得出了相关的控制策略,其综合优化了主动配电系统中区域各公共节点的电压水平,有效地解决了传统配电网电压控制缺乏监管而引起的电压调节设备和电压控制策略相互干扰、相互影响的问题。文献[59]提出了一种围绕分布式电源将配电网划分为多个具有自适应的区域,并充分发挥分布式能源无功电压调节能力的分区电压控制策略,该分区电压控制策略基于多代理系统架构,能实现区域内电压自治,该分区电压控制策略与传统电压调节装置结合,可对该分区内的电压进行协调控制。该分区电压控制策略有效缩短了配电网集中电压控制的周期,解决了传统电压控制设备的响应慢等问题。文献[60]通过建立并求解混合整数线性规划模型,协调分布式电源、储能系统和OLTC,提出了一种电压调节策略。利用灵敏度信息将配电网划分为不同的区域。当分布式电源和储能系统超出控制范围时,OLTC 发挥作用以确保实现理想的电压调节效果。

目前,国内对于配电网的电压分区控制从微网和主动配电网两个层面进行研究,基于微网层面的控制只关心其控制响应和控制结果,而未将微网电压控制、微网保护以及紧急控制结合起来进行研究,由此对于微网电压控制的实用性和可推广型带来一定的难度。基于主动配电网的电压分区控制一般是利用整个区域内的电气量参数,通过无功优化所得出的参数,对分区内的各个控制设备进行控制,其控制速度较慢,不适合动态电压控制。此外,基于主动配电网的电压分区控制,还存在各控制设备在进行电压控制时由于动态性能不同而相互影响的问题。

而国外对于智能电网的研究较早,针对配电网电压分区控制方面的研究趋向于协调式自动电压分区控制,自动电压控制(AVC)是配电网电压和无功功率的全局优化协调控制系统,是能量管理系统(EMS)扩展应用的重要功能之一,也是智能电网的重要组成部分,可以提高配电网的电压质量、保证配电网安全稳定经济运行。近年来,协调式自动电压分区控制已被广泛应用,法国采用基于区域划分和先导总线概念的二次电压调节(SVR),并在其基础上研究三级电压调节(TVR)用于优化全网的电压分布。意大利通过分区内的电压调节器、发电厂电压、以及无功补偿设备实现基于电压和无功闭环控制的协调式自动电压分区控制。正在研究并且实施协调式自动电压分区控制系统的其他电网,包括南非和东京电力公司。

3 结语

随着小水电技术的大力发展,其装机规模和并网渗透率不断增大,随之而来的配电网过电压问题亟待解决。综述研究了小水电集中接入配电网的过电压产生机理,结合配电网电压调整原理,分析了其电压控制手段,最后对含小水电的配电网电压控制技术的未来研究方向从以下几个方面进行展望:

1)未来随着分布式电源、储能系统、多元负荷、智能终端、以及新型无功电压调节设备的接入,配电网将变为可控环节众多的主动配电网,仅依靠电源和电压控制设备,难以实现理想的电压控制效果,为了加强各环节之间的联系,并发挥其最大作用,可通过电网侧和负荷侧的双向配合,将分布式电源、多元负荷、储能系统、智能终端以及各无功电压控制设备相互配合,设计“源-网-荷-储”协调的有功-无功电压控制策略。

2)在大量分布式能源以及各种柔性负荷分布的配电网中,传统配电网的结构将发生巨变,利用泛在电力物联网技术,可以对含大规模分布式能源:小水电、光伏、风电等接入配电网区域内的无功电压调节设备、储能装置、分布式能源出力、环境气候以及负荷等,可实现全方位、多时空、多尺度的监控,对于“源-网-荷-储”协同优化的建设,具有重要意义。

3)未来,在能源互联网的高速发展下,电力系统会由单一能源系统变为综合能源系统,以小水电、光伏、风电等为主的分布式能源将与传统能源形成高度耦合,对分布式协同优化控制的进一步研究有助于实现大规模综合能源的消纳问题,从而有效改善高渗透率分布式能源并网带来的电能质量问题。

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