利用柔性環(huán)網(wǎng)開關(guān)提高配電網(wǎng)光伏滲透率的研究.pdf

1、傳統(tǒng)能源的逐漸枯竭以及傳統(tǒng)能源消耗帶來的環(huán)境污染問題，影響了人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。開發(fā)新能源逐漸替代傳統(tǒng)能源是未來發(fā)展的趨勢，而太陽能以其資源豐富、廉價(jià)、無污染等特點(diǎn)，有著廣闊的發(fā)展前景。光伏發(fā)電行業(yè)的快速發(fā)展，使得電網(wǎng)中光伏發(fā)電的比例日益提高。但是大量光伏發(fā)電的并網(wǎng)運(yùn)行卻給配電網(wǎng)帶來了一系列的電能質(zhì)量問題，而且隨著光伏并網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，這些電能質(zhì)量問題正變得越來越突出。尤其是光伏大量接入配電網(wǎng)帶來的電壓越限問題正制約著更大規(guī)模的光伏

2、并網(wǎng)發(fā)電。如何解決光伏大量接入帶來的電壓越限問題已經(jīng)成為了國內(nèi)外電力研究者的一個(gè)重點(diǎn)研究方向。柔性環(huán)網(wǎng)開關(guān)(soft normally-open point，SNOP)可以調(diào)節(jié)配電網(wǎng)的潮流，因而是解決電壓越限問題并提高配電網(wǎng)光伏滲透率的一個(gè)有效手段。所以，研究利用柔性環(huán)網(wǎng)開關(guān)提高配電網(wǎng)光伏滲透率對當(dāng)今配電網(wǎng)的建設(shè)與改造具有十分重要的意義。
　　本文首先介紹了基于電壓源型變流器的柔性環(huán)網(wǎng)開關(guān)，對它的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、數(shù)學(xué)模型、控制

3、策略等進(jìn)行了詳細(xì)闡述。給出了柔性環(huán)網(wǎng)接入配電網(wǎng)的兩種方式，并且在分析了柔性環(huán)網(wǎng)開關(guān)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)需要滿足的約束條件的基礎(chǔ)上，定義了它的兩種控制模式。其次，分析了光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)對電壓的影響，針對大量光伏接入引起的電壓越限問題，提出通過在配電網(wǎng)中安裝柔性環(huán)網(wǎng)開關(guān)來解決這一問題，進(jìn)而提高配電網(wǎng)光伏滲透率。文中，還提出了衡量配電網(wǎng)光伏滲透率的目標(biāo)函數(shù)，并給出了計(jì)算目標(biāo)函數(shù)的算法。33節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)算例和102節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)算例結(jié)果表明，柔性環(huán)網(wǎng)開關(guān)可以

4、有效提高配電網(wǎng)光伏滲透率，而且提高的效果和柔性環(huán)網(wǎng)開關(guān)容量有著密切的關(guān)系。最后，針對由于配電網(wǎng)負(fù)荷、光伏出力等參數(shù)變化而導(dǎo)致的配電網(wǎng)電壓實(shí)時(shí)變動(dòng)，提出了一種基于擾動(dòng)觀察法的柔性環(huán)網(wǎng)開關(guān)優(yōu)化運(yùn)行控制策略，該策略通過柔性環(huán)網(wǎng)開關(guān)對配電網(wǎng)施加功率擾動(dòng)來獲取柔性環(huán)網(wǎng)開關(guān)的實(shí)時(shí)控制參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)電壓的實(shí)時(shí)控制。通過33節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)算例和102節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)算例驗(yàn)證了柔性環(huán)網(wǎng)開關(guān)采取該控制策略運(yùn)行時(shí)，可以使配電網(wǎng)的電壓維持在正常水平，并且可以有效