文獻[6]研究了包含多種分布式電源的配電網(wǎng)無功規(guī)劃問題。文獻[7]在考慮了分布式電源有功、無功出力獨立調節(jié)能力的基礎上,研究了含分布式發(fā)電系統(tǒng)的配電網(wǎng)無功規(guī)劃問題。
上述文獻對各種分布式電源的有功、無功出力進行了分析,其中文獻[4-7]以分布式電源恒定有功、無功出力為前提條件,對配電網(wǎng)無功規(guī)劃問題進行了研究,由于未考慮分布式電源出力的間歇性和時序性,規(guī)劃結果準確性較差。
并網(wǎng)
光伏逆變器將
光伏電池輸出的直流電變換成交流電輸送到電網(wǎng),同時有選擇地對電網(wǎng)補償一定的無功電流。其主電路一般采用電壓型全橋結構,該結構與常規(guī)的靜止無功發(fā)生器(Static Var Generator,SVG)主電路完全一致。通常,光伏逆變器有一個最低工作電壓(常規(guī)逆變器為450V),當光照度不夠(比如,陰天、晚上等),輸入電壓低于其最低工作電壓時,進入休眠或離網(wǎng)模式。
此時,若改變其控制策略,可實現(xiàn)同時具有并網(wǎng)發(fā)電與無功補償功能或只具有無功補償功能的功率調節(jié)系統(tǒng)。充分利用光伏逆變器的無功出力,不僅可以節(jié)省傳統(tǒng)無功補償設備投資,并且具有良好的無功補償快速響應特性,對提高配電網(wǎng)末梢的供電能力和電能質量具有重要作用。
近幾年,已有文獻研究了利用光伏并網(wǎng)逆變器富余容量來進行無功補償[3,8-11]和有源濾波[12,13]。文獻[3]對光伏并網(wǎng)發(fā)電及無功補償?shù)慕y(tǒng)一控制進行了仿真和試驗樣機研制。文獻[8]提出了一種將無功補償、電壓波動補償與光伏并網(wǎng)發(fā)電相結合的、具有較強低電壓穿越能力的兩級式三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。文獻[9]提出了一種具有無功補償功能的單級式三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng),該系統(tǒng)在實現(xiàn)太陽能電池最大功率點跟蹤的同時,還能夠實時補償本地負載的無功電流。
文獻[10]提出了一種單相光伏結合分段能量存儲系統(tǒng)的級聯(lián)多電平逆變器,實現(xiàn)了對電網(wǎng)的無功補償。文獻[11]提出了將光伏并網(wǎng)發(fā)電與無功補償、有源濾波相統(tǒng)一的思想,新的系統(tǒng)結構和控制策略使光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)能夠同時實現(xiàn)光伏并網(wǎng)發(fā)電與無功、諧波的補償。
上述文獻的仿真結果和實際應用證明,通過合理的控制策略,光伏并網(wǎng)逆變器可以在保證最大有功輸出的同時,同步實現(xiàn)對電網(wǎng)的無功補償。因此研究并網(wǎng)光伏電源有功功率和無功功率輸出的間歇性和時序性,在充分利用并網(wǎng)光伏電源有功、無功出力的基礎上進行配電網(wǎng)無功規(guī)劃,可以用較少的無功補償投資實現(xiàn)配電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經濟且高效地運行。
結論
本文考慮并網(wǎng)光伏電源的間歇性建立了其出力時序模型,在充分利用并網(wǎng)光伏電源有功、無功出力的基礎上,提出了配電網(wǎng)無功規(guī)劃模型和求解方法,通過無功規(guī)劃實例分析,得出如下結論:
(1)并網(wǎng)光伏電源具有較強的無功輸出特性,配電網(wǎng)無功規(guī)劃時應合理利用。
(2)考慮并網(wǎng)光伏電源出力間歇性和時序性的出力模型將使配電網(wǎng)無功規(guī)劃結果更接近實際,更真實地反映出配電網(wǎng)規(guī)劃方案的各項經濟技術指標。
(3)利用混沌運動的遍歷性、隨機性和規(guī)律性的特點,結合配電網(wǎng)無功規(guī)劃問題的求解特點,對多種群粒子群算法進行改進,在不過多增加計算量的同時,可以幫助局部最優(yōu)粒子逃離局部極值點,并快速搜尋到最優(yōu)解。
配電網(wǎng)負荷出力也具有明顯的時序特性,同時考慮負荷和并網(wǎng)光伏電源出力時序特性的配電網(wǎng)無功規(guī)劃能更好地提高無功規(guī)劃結果的合理性。本文只考慮了并網(wǎng)光伏電源,其模型和方法也可借鑒性地應用于含其他分布式電源或多種分布式電源的配電網(wǎng)無功規(guī)劃研究。