考虑概率分布的分布式光伏无功下垂控制策略

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.22172

发电技术 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (2): 273-281.DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.22172

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考虑概率分布的分布式光伏无功下垂控制策略

钱乙卫¹, 田浩², 刘财华², 田昕泽³, 周霞³, 戴剑丰³

^1.国网陕西省电力有限公司，陕西省西安市 710048
^2.国电南瑞南京控制系统有限公司，江苏省南京市 211000
^3.南京邮电大学自动化学院、人工智能学院，江苏省南京市 210023

收稿日期:2023-04-22 出版日期:2024-04-30 发布日期:2024-04-29
通讯作者: 周霞
作者简介:钱乙卫(1971)，男，高级工程师，研究方向为电力调度及电力系统安全稳定运行分析，22037235@qq.com；
周霞(1978)，女，博士，副教授，从事电力通信、电力系统分析与控制研究，本文通信作者，zhouxia@njupt.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金项目(61933005)

Droop Control Strategy of Distributed Photovoltaic Reactive Power Considering Probability Distribution

Yiwei QIAN¹, Hao TIAN², Caihua LIU², Xinze TIAN³, Xia ZHOU³, Jianfeng DAI³

^1.State Grid Shaanxi Electric Power Co. , Ltd. , Xi’an 710048, Shaanxi Province, China
^2.NARI Nanjing Control System Co. , Ltd. , Nanjing 211000, Jiangsu Province, China
^3.College of Automation & College of Artificial Intelligence, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, Jiangsu Province, China

Received:2023-04-22 Published:2024-04-30 Online:2024-04-29
Contact: Xia ZHOU
Supported by:
National Nature Science Foundation of China(61933005)

摘要/Abstract

摘要：

分布式光伏接入配电网逐渐成为趋势，然而大规模分布式光伏并网将引起严重的潮流逆向，导致电压越限和网损增加。针对分布式光伏接入配电网产生的电压越限问题，提出一种考虑概率分布的分布式光伏无功下垂控制策略，首先，考虑光伏出力的概率分布对光伏电站不同光伏单元当前有功功率的影响，评估计算每个光伏逆变器的可用无功容量；然后，根据各光伏单元当前可用无功容量大小对无功下垂系数进行调整，在不牺牲有功功率的情况下最大限度地利用光伏电站的无功支撑能力；最后，通过PSCAD/EMTDC仿真软件，验证了所提控制策略的有效性。

关键词: 分布式光伏, 电压越限, 光伏概率分布, 无功电压控制, 下垂控制

Abstract:

Distributed photovoltaic access to the distribution network has gradually become a trend, but the large-scale distributed photovoltaic grid connection will cause serious power flow reversal, resulting in out-of-limit voltage and network loss increase. Aiming at the out-of-limit voltage problem generated by distributed photovoltaic access to distribution network, a distributed photovoltaic reactive power droop control strategy considering the probability distribution was proposed. Firstly, the influence of probability distribution of photovoltaic output on the current active power of different photovoltaic units of photovoltaic power plants was considered, and the available reactive capacity of each photovoltaic inverter was evaluated and calculated. Then, the reactive power droop coefficient was adjusted according to the current available reactive capacity of each photovoltaic unit, and the reactive power support capacity of the photovoltaic power station was maximized without sacrificing active power. Finally, the effectiveness of the proposed control strategy was verified by PSCAD/EMTDC simulation software.

Key words: distributed photovoltaic, out-of-limit voltage, photovoltaic probability distribution, reactive power and voltage control, droop control

中图分类号:

TK 51

钱乙卫, 田浩, 刘财华, 田昕泽, 周霞, 戴剑丰. 考虑概率分布的分布式光伏无功下垂控制策略[J]. 发电技术, 2024, 45(2): 273-281.

Yiwei QIAN, Hao TIAN, Caihua LIU, Xinze TIAN, Xia ZHOU, Jianfeng DAI. Droop Control Strategy of Distributed Photovoltaic Reactive Power Considering Probability Distribution[J]. Power Generation Technology, 2024, 45(2): 273-281.

图/表 13

图1 分布式光伏并网等值电路

Fig. 1 Distributed photovoltaic grid-connected equivalent circuit

图2 传统下垂控制曲线

Fig. 2 Traditional droop control curve

图3 传统下垂控制原理

Fig. 3 Traditional droop control principle

图4 光伏输出有功功率概率密度曲线

Fig. 4 Probability density curve of the photovoltaic output active

图5 改进下垂控制原理

Fig. 5 Improved droop control principle

图6 不同光照强度区间下垂增益概率密度

Fig. 6 Droop gain probability density for different light intensity zones

图7 IEEE33节点配电网拓扑

Fig. 7 IEEE33 node network configuration topology

表1 不同节点的下垂增益和无功容量

Tab. 1 Droop gains and reactive capacities of different nodes

参数	节点5	节点10	节点15	节点20	节点23	节点30
下垂增益	11.2	11.2	32.4	32.4	49.8	49.8
无功容量	0.22	0.22	0.70	0.70	0.95	0.95

图8 配电网并网点电压

Fig. 8 Distribution and connection point voltage

图9 系统24 h内总光伏出力及负荷曲线

Fig. 9 Total photovoltaic output and load curve within 24 h of the system

图10 未采用控制策略时光伏接入节点电压变化情况

Fig. 10 Voltage change of the photovoltaic access node when it is not controlled

图11 采用所提控制策略后光伏接入节点电压变化情况

Fig. 11 Voltage change of the photovoltaic access point after the proposed control strategy is adopted

图12 所提控制策略下垂增益

Fig. 12 Droop gain of proposed control strategy

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考虑概率分布的分布式光伏无功下垂控制策略

Droop Control Strategy of Distributed Photovoltaic Reactive Power Considering Probability Distribution

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参考文献 24

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