【东南大学】2024分布式光伏规模化接入后的中低压配电网电压控制研究报告_46页_21mb

报告摘要

分布式光伏规模化接入后的中低压配电网电压控制总结

核心内容

随着分布式光伏的快速普及，其规模化接入对中低压配电网的电压控制提出了新的挑战。本文系统分析了分布式光伏接入后的电压问题及控制策略，并提出了适用于不同层级的协同控制方案。

主要观点

分布式光伏接入现状
- 截至2024年3月底，全国分布式光伏装机容量突破2.8亿千瓦，占全部光伏并网装机容量的42.5%。
- 2024年第一季度新增并网容量4574万千瓦，其中分布式光伏新增2380万千瓦，同比增长31.3%。
- 山东、河南、浙江、江苏、河北五省分布式光伏累计容量突破2000万千瓦。
电压问题特征
- 电压越限突出：光伏接入后，电压波动范围扩大，容易越限。
- 电压多点峰化：在多点接入情况下，电压出现多峰现象，影响系统稳定性。
- 频带特征复杂：电压变化频率和幅度增加，使得控制难度加大。
电压控制策略
- 台区层级：在有限量测条件下，通过灵敏度分析实现台区自治电压控制。
- 馈线层级：实现区域、区段协同电压控制，提高电压调节效率。
- 设备层级：提升逆变器并网功率调节能力，增强系统感知和响应能力。
- 多层级协同控制：通过分层优化（日前、日内、实时），实现全局电压控制。
控制方法改进
- 改进下垂控制：针对低压台区高阻特性，优化下垂曲线以提升控制精度和稳定性。
- 功率协调控制：通过电压参考值实现有功无功协同调节，适应光伏昼夜出力差异。
- 管道MPC控制：通过模型预测控制，实现电压波动抑制和系统稳定控制。
- 联邦强化学习：通过离线集中训练、在线分散调控，实现多台区协同调压。
典型设备与控制模型
- 移相变压器：通过解耦控制实现电压与相角的精准调节。
- 无功-电压灵敏度控制：基于灵敏度计算，实现电压和潮流的动态补偿。
- 有功-相角控制：通过调节光伏出力与移相器相位，实现潮流和电压的协同优化。
工程应用实例
- 淮安试点：通过台区灵敏度感知和电压自治控制，实现电压合格率100%。
- 无锡试点：利用融合终端下发无功调节指令，5分钟内将电压从411V降至390V。
- 某园区微电网：实现光储充协同控制，保证电压合格率100%，平抑有功波动。

关键信息

控制目标：实现电压合格率、降低网损、提升系统稳定性。
控制手段：包括下垂控制、功率协调控制、管道MPC、联邦强化学习、灵敏度感知等。
调控效果：
- 在淮安试点中，电压合格率提升至100%，电压波动率下降约60%。
- 日前协同调控使网损降低16.39%，电压合格率提升至99.98%。
- 日内协同调控进一步提升电压合格率至100%，网损增加但系统稳定性提高。
设备与系统集成：
- 光伏逆变器样机具备多种通信接口和协议转换功能。
- 智能融合终端实现分布式资源的即插即用和多目标自治运行。