大型光伏電站站內(nèi)無功電壓優(yōu)化控制策略研究.pdf

1、隨著光伏發(fā)電滲透率的不斷提高，光伏電站引起的無功電壓問題日益突出；大型光伏電站必須具備無功調(diào)壓能力，必要時(shí)參與電力系統(tǒng)的無功調(diào)節(jié)。隨著光伏電站向規(guī)?；痛笮突l(fā)展，站內(nèi)的無功電壓問題亦日益凸顯，因此研究大型光伏電站電壓波動(dòng)機(jī)理和影響因素及大型光伏電站的站內(nèi)無功電壓優(yōu)化控制策略對(duì)于保證光伏電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。
　　本文以大型光伏電站并入無窮大電網(wǎng)為研究對(duì)象，建立了考慮電站內(nèi)部集電線路，箱式變壓器，主變壓器以及輸電線路阻抗

2、的光伏電站穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模型，在此模型的基礎(chǔ)上，研究了并網(wǎng)點(diǎn)電壓和站內(nèi)各光伏發(fā)電單元出口電壓的影響因素，并通過仿真計(jì)算，分析了不同光照強(qiáng)度下并網(wǎng)點(diǎn)電壓和站內(nèi)各光伏發(fā)電單元出口電壓的波動(dòng)范圍和變化趨勢。
　　在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模型的基礎(chǔ)上，建立了以并網(wǎng)點(diǎn)電壓接近額定值，站內(nèi)電壓平均偏差最小和站內(nèi)有功損耗最小為優(yōu)化目標(biāo)的無功優(yōu)化模型，采用免疫粒子群算法進(jìn)行求解。針對(duì)免疫粒子群算法，采用抗體間的漢明距離計(jì)算抗體濃度，能更準(zhǔn)確反映粒子間的差異，并引入精

3、英保留策略，避免免疫選擇環(huán)節(jié)丟失最優(yōu)解，提高了算法的搜索能力。由于光照變化會(huì)使得光伏出力發(fā)生變化，導(dǎo)致模型在不同的時(shí)間點(diǎn)的最優(yōu)解不同，本文以算法求解時(shí)間和有載調(diào)壓器分接頭動(dòng)作次數(shù)為依據(jù)，按照面積等效原理將日光照曲線進(jìn)行分段，提出了光照變化條件下的優(yōu)化控制策略，分別在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，將連續(xù)時(shí)間域的動(dòng)態(tài)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為多時(shí)間段的靜態(tài)優(yōu)化問題，保證了光伏電站電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。
　　為應(yīng)對(duì)光照劇烈變化的情況，提出了快速優(yōu)化控制策略。

4、該控制方法在并網(wǎng)點(diǎn)處采用定電壓控制，即通過實(shí)時(shí)檢測并網(wǎng)點(diǎn)電壓，與參考值比較經(jīng)由PI控制器自動(dòng)獲取維持并網(wǎng)點(diǎn)電壓所需的無功需求量，通過實(shí)時(shí)控制站內(nèi)無功源的無功輸出實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。對(duì)于電站內(nèi)部電壓則利用各光伏發(fā)電單元的無功輸出進(jìn)行優(yōu)化：利用降階雅克比矩陣法求得各光伏發(fā)電單元出口點(diǎn)之間的無功電壓靈敏度系數(shù)，將各光伏發(fā)電單元無功出力與出口電壓之間近似表示為線性關(guān)系，得到站內(nèi)電壓偏差的函數(shù)解析式，分別以并網(wǎng)點(diǎn)的無功需求和逆變器無功容量為