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论文分析了目前配电网所采用传统无功电压控制方式所存在的缺陷，提出了新的无功电压控制策略，并对采用柔性交流输电技术(FACTS控制器)的可行性进行了分析。论文分析了目前配电网所采用的9分区无功电压调节控制方式所存在的缺陷，提出以变电站实时采集的电流、电压、功率作为输入量，导出了配电网的无功电压实时控制的数学解析式，提出无功电压调节方式的改进策略，在此基础上进行了110KV变电站的仿真计算；分析了目前配电网存在的问题，导出了高压电缆的过电压解析式，并进行了仿真计算；分析了目前FACTS控制器的应用现状，提出在城网改造中采用FACTS控制器的可行性方案；提出了南岸电网的远期规划中无功电压控制的新思路。论文的研究结果表明，在配电网中，采用新的无功电压控制策略和应用FACTS控制器可以获取很好的技术经济效益。

关键词：无功-电压控制静止无功补偿器(SVC) 柔性交流输电系统(FACTS)

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计及控制时间窗内功率波动的风电场群无功电压分层优化控制

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电工技术学报 2019年第6期34卷 1240-1250页

作者：蔡游明李征蔡旭上海交通大学电子信息与电气工程学院风力发电研究中心上海200240 东华大学信息科学与技术学院上海201620

针对因风电场群的无功电压控制指令周期远大于风电场内有功无功控制周期而造成的场群电压控制指令没有考虑控制周期内有功出力波动带来的节点电压变化的问题,提出一种考虑控制时间窗内电压波动的大规模风电场群无功电压优化控制策略。... 详细信息

针对因风电场群的无功电压控制指令周期远大于风电场内有功无功控制周期而造成的场群电压控制指令没有考虑控制周期内有功出力波动带来的节点电压变化的问题,提出一种考虑控制时间窗内电压波动的大规模风电场群无功电压优化控制策略。区域场群控制层采用模型预测控制技术,通过对控制窗内风电出力的动态预测,求取控制窗内从当前至未来多个时刻的中枢点电压偏差和总网损的最优无功控制向量,然后对各风场下达当前无功控制指令。各风场进行自主优化跟踪。通过实时滚动优化,达到总体优化控制效果。在RT-Lab仿真平台上建立由9个大型风电场组成的场群模型,验证了所提出的控制策略比常规优化控制有更好的全局电压优化控制效果,可降低由于风电波动而产生的无功电压事故的风险。

关键词：模型预测控制风电场群风电场无功控制无功-电压控制滚动优化

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风电场群无功不均衡/无功环流抑制研究

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电网技术 2023年第1期47卷 109-119页

作者：郭嘉庆乔颖鲁宗相徐曼李佳明电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 国网冀北电力有限公司电力科学研究院(华北电力科学研究院有限责任公司) 北京市西城区100045

针对目前大规模风电汇集系统无功-电压控制中的无功分配问题,根据无功就地平衡原则,给出了无功的均衡分配方式,并定义了风电场的无功不均衡以及无功环流,提出了无功不均衡的评价指标;然后分别探讨了现有电压指令计算方式和无功控制周期... 详细信息

针对目前大规模风电汇集系统无功-电压控制中的无功分配问题,根据无功就地平衡原则,给出了无功的均衡分配方式,并定义了风电场的无功不均衡以及无功环流,提出了无功不均衡的评价指标;然后分别探讨了现有电压指令计算方式和无功控制周期不同对无功均衡性的影响;提出了考虑无功均衡性的风电场群无功-电压协调优化模型,并给出相应求解方法;基于所提优化模型,对现有风电场无功电压控制流程进行改进完善,纳入了对无功不均衡度的约束,在无功不均衡度过大时采用恒无功控制对无功进行调整。最后基于华北地区某风电场汇集系统,验证了所提策略可以在保证汇集母线电压控制精度的前提下,减小无功不均衡,抑制无功环流。

关键词：无功-电压控制无功不均衡无功环流优化模型改进控制流程

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考虑通信缺失情景的光伏集群分散式电压控制方法

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电力自动化设备 2023年第4期43卷 152-158,167页

作者：陈波贾亦真汪硕承刘柳周煦光朱晓娟国网江西省电力有限公司电力科学研究院江西南昌330096 西南交通大学电气工程学院四川成都610031

针对高渗透率分布式光伏接入配电网导致的电压越限问题,以及当前电力通信网络难以实现对接入光伏集中控制的现状,提出了一种光伏集群分散式电压控制方法。根据预测数据对配电网进行集群划分,采用集群间的协调控制策略,以电压越限量和网... 详细信息

针对高渗透率分布式光伏接入配电网导致的电压越限问题,以及当前电力通信网络难以实现对接入光伏集中控制的现状,提出了一种光伏集群分散式电压控制方法。根据预测数据对配电网进行集群划分,采用集群间的协调控制策略,以电压越限量和网络损耗加权值最小为优化目标,基于交替方向乘子法进行优化计算。在集群间通信缺失的情景下,基于无功-电压控制曲线自主调节分布式电源逆变器的无功输出,即通过集群内的电压控制策略解决通信中断时发生电压越限的问题。以IEEE 33节点配电系统为例进行仿真分析,结果表明所提控制方法不仅对改善电压分布不均、降低网损、减轻控制器的计算负担具有积极的作用,还能在通信缺失的情景下具有良好的控制效果。

关键词：分布式光伏配电网分散式控制无功-电压控制交替方向乘子法通信缺失

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基于虚拟阻抗的储能微网VSG控制策略研究

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南方能源建设 2022年第S02期9卷 90-97页

作者：谢楠杨沛豪何萍陈垚商洛学院电子信息与电气工程学院陕西商洛726000 商洛市新能源研发平台陕西商洛726000 西安热工研究院有限公司陕西西安710054 国网吴忠供电公司宁夏吴忠751100

[目的]为了使储能微网并网变流器(Power Conversion System,PCS)具备同步发电机一样的旋转、励磁特性,提出一种在储能微网并网PCS控制系统中采用虚拟同步机(Virtual Synchronous Generation,VSG)控制策略。[方法]针对传统VSG不具备低电... 详细信息

[目的]为了使储能微网并网变流器(Power Conversion System,PCS)具备同步发电机一样的旋转、励磁特性,提出一种在储能微网并网PCS控制系统中采用虚拟同步机(Virtual Synchronous Generation,VSG)控制策略。[方法]针对传统VSG不具备低电压穿越(Low Voltage Ride Through,LVRT)能力,文章构建VSG虚拟阻抗无功控制环节,实时修正电压控制输入信号,提高系统暂态压降支撑能力;为了得到虚拟阻抗的幅值及阻感比,将LVRT工况分为线路对称和不对称短路障,研究正、负序电压、电流,得出虚拟阻抗参数。[结果]为了验证所提控制策略的性能,通过Matlab/Simulink进行仿真,设置仿真工况为:储能微网外接输电线路分别发生三相接地和单相接地故障。[结论]仿真结果表明:将虚拟阻抗引入VSG控制系统中,可以提高短路情况下储能微网并网PCS输出电压,起到LVRT期间电压暂态支撑作用,使储能微网具备LVRT能力,可为实际应用提供指导。

关键词：储能微电网虚拟同步机低电压穿越能力虚拟阻抗无功-电压控制

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微网逆变器的控制策略及组网特性研究

微网逆变器的控制策略及组网特性研究

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作者：杜燕合肥工业大学

学位级别：博士

作为一种智能的分布式发电控制方式，微网已成为分布式发电的重要发展方向之一。其中，配备储能单元的微网逆变器具有平抑功率波动、支持电压频率、分配负荷等重要作用，是保障微网安全稳定运行的核心部件。本文分析了多逆变器微网的组... 详细信息

作为一种智能的分布式发电控制方式，微网已成为分布式发电的重要发展方向之一。其中，配备储能单元的微网逆变器具有平抑功率波动、支持电压频率、分配负荷等重要作用，是保障微网安全稳定运行的核心部件。本文分析了多逆变器微网的组网特性，讨论了孤岛微网时微网逆变器的电压、频率控制策略以及适用于并网和孤岛两种模式的统一控制策略，主要研究内容和创新点如下：（1）综述了微网的研究背景、定义和特点；总结、归纳了微网的现有控制结构；重点分类、对比和分析了微网中电力电子变流器特别是微网逆变器的控制方法。（2）借鉴电力系统的调频控制方法，提出了一种具有模式自适应的有功-频率控制策略，利用电力系统调速器和同步发电机的转子运动方程构建了微网逆变器的频率控制器。建立了基于极坐标的微网小信号模型，以稳态特性、解耦特性、稳定性和动态特性为设计目标，设计、优化和统一了并网、孤岛两种模式下的控制器参数。和传统的下垂控制相比，该方法具有更好的动态特性、多模式统一的控制器结构，可独立优化并网和孤岛两种运行模式的控制特性。（3）研究了基于下垂控制的多逆变器微网中，逆变器的输出阻抗对孤岛微网的功率分配精度影响，针对abc坐标系下虚拟阻抗引起的电压跌落和阻抗特性，提出了两种不同的虚拟阻抗设计方法。其一，提出了一种基于dq坐标系的虚拟阻抗设计方法，消除了abc坐标系下低通滤波器对虚拟阻抗的负面影响。第二，提出了一种无功-端口电压(Q-U)闭环下垂矫正的虚拟阻抗设计方法，引入虚拟阻抗的同时，同步调整下垂斜率并闭环控制端口电压的下垂特性，从而提高了无功分配的精度，消除了虚拟阻抗产生的电压跌落。同时，该控制器兼容了并网模式下的无功功率控制，通过控制器参数的优化设计，统一了并网和孤岛模式的参数取值范围，同时兼顾了并、组网的控制需求。（4）针对孤岛微网中DG位置分散，连接线阻抗不确定的系统特点，研究了连接线阻抗对孤岛微网功率分配和电压控制的影响；分析了采用不同功率参与下垂控制需要满足的连接线阻抗和输出阻抗的匹配条件；在此基础上，提出了一种适用于四象限的阻抗自校正下垂控制策略，采用开环补偿项、动态补偿项和稳态补偿项的复合控制方法，消除了连接线阻抗对动、静态功率分配造成的不利影响。（5）实验研究了基于分层控制的多逆变器微网，介绍了该微网系统的设计思路、控制方案、拓扑结构以及工作进展；针对微网中央控制器的实验研究，提出了一种时钟自适应的中央控制器及虚拟对象实现技术；基于所建立的多逆变器微网，对所提出的有功-频率控制策略、虚拟阻抗设计方法以及无功-电压控制策略等均进行了细致全面的实验；验证了所提出的控制策略的可行性和有效性。

关键词：孤岛微网有功-频率控制无功-电压控制虚拟阻抗统一控制器无缝切换

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配电网拓扑校验及中低压配电网电压控制策略研究

配电网拓扑校验及中低压配电网电压控制策略研究

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作者：王俊逸山东科技大学

学位级别：硕士

随着智能量测设备的不断发展,电力公司可以获取配电网终端用户的实时信息。低压配电网也可以通过智能电表获取用户数据。与此同时,城市配电网电缆比率提高,逐步形成了电缆与架空线共存的网络架构,形成中低压一体化配电网。此外,为了提... 详细信息

随着智能量测设备的不断发展,电力公司可以获取配电网终端用户的实时信息。低压配电网也可以通过智能电表获取用户数据。与此同时,城市配电网电缆比率提高,逐步形成了电缆与架空线共存的网络架构,形成中低压一体化配电网。此外,为了提高清洁能源的利用率,电力系统允许并鼓励大量光伏系统(Photovoltaic,PV)接入配电网,其运行也由被动向主动转变。然而,配电网中的功率分布和电压质量关乎配电网能否安全、稳定运行。传统的无功电压控制设备与可控PV、负荷、储能等协调配合,实现最优潮流分布。更加主动的应对PV并网带来的电压问题,减小PV随机性与波动性的影响,降低配电网的网损。本文在此背景下研究低压配电网拓扑校验以及中低压一体化电压控制策略。针对低压配电网地理信息系统中存在的拓扑连接错误问题,本文提出了一种基于电压量测数据和K-means聚类的低压配电网拓扑校验算法。针对PV并网带来的电压问题,利用灵敏度的方法研究了分布式电源注入功率对节点电压和网损的影响。推导电压灵敏度以及网损灵敏度公式。提出基于灵敏度分析的中低压一体化电压控制策略。针对光伏出力的不确定性与波动性问题,提出了一种多时间尺度的就地—集中控制策略。集中控制以模糊理论处理功率的不确定性,以自适应权重自动调节目标函数的权重。就地控制根据光伏和负荷的功率调整光伏下垂控制斜率,并利用电压灵敏度确定下垂控制参数实现低压配电网网损优化,解决短时间内功率波动引起的低压配电网电压越限。通过仿真验证,结合改进K-means聚类的拓扑校验算法能准确获取聚类数K,将待校验台区用户聚类,进而识别出拓扑连接错误的用户。基于灵敏度的中低压一体化电压控制策略能以灵敏度将传统的多目标优化转化两阶段的单目标优化,实现电压控制与网损优化。集中-就地控制策略能有效应对功率的不确定性,实现中低压配电网协调优化。

关键词：中低压配电网拓扑校验 K-means聚类灵敏度分析模糊优化就地-集中控制无功-电压控制

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