基于模型预测控制的主动配电网电压优化控制方法

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1、万方数据华北电力大学硕士学位论文顾了由于负荷预测出现的误差以及调压手段中的耦合性质，且拥有很好的稳定性和鲁棒性。在炼油、化工等行业数千个复杂装置中已经得到了成功应用，所以将其引入主动配电网的电压控制中是非常有意义的。1．2主动配电网的研究现状1．2．1主动配电网概述随着我国经济的快速发展，社会对电力能源的需求出现了迅猛的增长，这不仅体现在量的需求上，更是对电力系统在提供优质电能上提出了更高的要求，为此，国家电网公司在2009年5月召开的的特高压输电技术国际会议上提出要建设世界一流且具有中国特色的智能电网。主动配电网(activedistribu

2、tionnetwork，创姒)作为智能电网不可分割的一部分，其概念首先由C6．1l项目组在2008年的国际大电网会议(CIGRE)提出，在其发表的“主动配电网的运行与发展"研究报告中明确给出的主动配电网定义为：可以协调控制分布式电源的配电网，通过灵活的网络结构对潮流进行有效的管理，在合适的监管环境和接入准则下主动控制和管理分布式电源，使其对系统起到一定的支撑作用的配电系统。主动配电网不同于微网，微网主要是解决可再生能源的兼容问题，实现分布式电源在微网内部的优化运行，但由于其构建理念主要是以系统内的能量平衡为主要的控制手段，其应用的范围受到了限制

3、，而主动配电网是在微网的基础上同时兼具了局部区域与全网的自主控制。因此，主动配电网是智能电网发展中比微网更加高级的阶段，是一种结构更加复杂，对可再生能源的接纳能力更大的配电网系统。在原有的配电网系统中接入多种分布式电源、柔性负载与储能，实现发电设备、储能系统与用电设备的协调控制，是一种更加灵活，友好的配电方案，所以主动配电网是将来大容量的分布式电源与微网接入系统运行的重要渠道。1．2．2分布式电源接入配电网对电压的影响配电网的接线结构一般为辐射状，电压随着馈线的潮流方向逐渐降低，但是由于接入了分布式电源，主动配电网潮流的大小和方向产生了变化，馈

4、线上的所有负荷节点的电压被抬高，一定程度上避免了末端节点越下限的情况，但是也可能会导致部分节点电压偏移超标，越过规定的电压上限。另外，由于分布式电源大多受天气的影响，其不确定性将会对配电网电能质量产生明显影响，主要体现在电压波动，电压闪变以及稳态电压三方面。文献【1】运用分层前推回代潮流算法将分布式发电看作“负的负荷”，以IEEE33为例，研究了分布式电源接入后的电压影响，并对DG在不同容量，接入位置和运行方式时对电压的影响进行了验证。文献[2】在文献【1】的基础上引入了分布式电源渗万方数据华北电力大学硕士学位论文透率的概念，并同时考虑了负荷的

5、变化，研究了DG渗透率与各节点电压的关系。文献【3】首先分析了分布式电源在不同位置，容量及功率因素的情况下对电压分布与电压稳定性的影响，然后通过粒子群算法对DG进行了优化配置。文献[5】提出了一个专门评价节点在接入分布式电源后电压变化的指标，并对DG接入位置变化，出力变化对电压的影响进行了研究。文献【6】提出了一种含DG的三角负荷分布模型，并运用电路的叠加原理对此模型进行了电压分布计算，得出了优于均匀分布模型的结果。以上论文都只局限于对一种类型的DG进行研究。文献【4】针对不同DG接入后对配电网影响的差异性，运用改进的前推回代潮流算法在各类型D

6、G，接入位置及容量变化时对电压的影响进行了研究。文献【7．9】研究了分布式电源的接入对配电网电压暂降的影响。其中，文献[7】从DG的类型、出力、接入位置以及控制策略等方面对电压暂降问题进行了研究。文献【8】在文献【7】的基础上得出逆变器类型的DG对电压暂降及持续时间上有一定的抑制作用。文献[1ll对分布式电源接入配电网引起谐振过电压的机理及规律进行了研究，并对针对不同参数配置(DG类型，容量，接入位置，配电网参数以及负荷水平等)进行了仿真。文献【10】则重点研究了对于谐振过电压的抑制措施，基于一种DG控制器提出了一种初步的解决方案。1．2．3主

7、动配电网电压控制的研究现状随着分布式电源的规模化发展，将给传统配电网带来诸如电压越限、双向潮流等问题，配电网由被动控制过渡到主动控制是未来的发展模式和方向之一，将成为智能配电网发展的核心【l¨。具有主动管理能力的配电网为主动配电网，其特点是能够主动地对并网DG、储能、无功补偿等设备的运行进行优化与控制II引。传统配电网的设计，基于一个假设，即网络中潮流单向流动且不包含任何可控资源。其电压控制主要通过有载调压变压器(OnLoadTapChanger，OLTC)和并联电容器的投切，在大多数配电网中，这些设备本地运行，相互之间并没有通信和协调113】

8、【141。随着大量分布式资源(DistributedEnergyResources，DER)如DG的接入，电压越限问题首当其冲。另一方面，DG的渗透率