分布式光伏友好接入配网的功率优化控制研究

摘要

随着全球节能减排和能源可持续发展的需求不断提高，大力发展分布式光伏等能源发电已经成为必然选择，传统的集中式发电所具有的大机组、大功率、大电网的特点已然不适应当前能源的发展趋势，一方面与集中式发电相对的分布式光伏具有功率小、就近转换、形式多样、在发生意外或灾害时能持续功率的特点，在能源管理上弥补了集中式发电的不足。另一方面，随着以电价改革为主的电力体制改革不断完善，其电力交易保证向所有用户公平开放，越来越多的分布式光伏等新能源和微源用户可以进入市场成为交易主体，这也相应提高了电力市场的竞争能力。由此可见，分布式光伏未来将在电网尤其是配网中广泛应用，引起配网朝主动配电网方面迈进。
　　分布式光伏接入配网提高了能源的利用率的同时降低了其对环境的污染，然而一方面分布式光伏并网使得配网由单电源供电变成多电源供电，配电网的结构和控制方式都在进行相应的改变。通过分布式光伏的连接，配电线路的单方向功率流动的性质将会改变，可能引起功率潮流反向从而使电压升高，相应功率控制问题更加困难。另一方面随着分布式光伏的规模化接入配网，其自身的波动性与间歇性也会对配网PCC点电压的分布造成影响。本文的研究工作正是在此背景下提出的。
　　论文对大规模分布式光伏可靠接入配网展开两方面研究，一是研究分布式光伏接入配网的分布式光伏的输出功率预测，考虑将信息融合理论应用于光伏功率的预测中，提出一种基于信息融合理论的光伏功率预测方法。二是研究分布式光伏接入配网的功率优化控制，提出最优潮流结合灵敏度矩阵双重功率优化控制这种控制方案来防止低压馈线电压越限的现象发生。通过MATLAB仿真软件进对算例进行分析，结果证实了光伏功率预测方法有助于指导配网安全优化运行，所提新型功率优化控制方案不仅具备防止配网电压越限的能力，而且充分利用光伏发电系统的自身功能，有利于大规模光伏系统接入配网的能源消纳与调控。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 分布式光伏发电概述

1．1．1 分布式发电的定义

1．1．2 分布式光伏的现状和发展

1．1．3 分布式光伏发电并网的关键技术

1．2 分布式光伏发电对配网的影响

1．3 论文研究的目的及意义

1．4 论文的主要研究内容

第二章 分布式光伏接入配网的潮流分析

2．1 配电网的概述

2．2 分布式光伏功率优化对配电网的的影响

2．3 配电网中分布式光伏对馈线电压的影响

2．3．1 单个分布式光伏发电系统对配电网的影响

2．3．2 规模化分布式光伏发电系统对配电网的影响

2．4 传统应对分布式能源接入配网的潮流控制方法

2．4．1 分布式光伏P-Q控制

2．4．2 分布式光伏电压自适应控制

2．4．3 分布式光伏下垂功率优化控制

2．5 本章小结

第三章 基于信息融合理论的光伏功率预测分析

3．1 光伏功率信息融合理论

3．1．1 光伏功率的相关性分析

3．1．2 信息融合理论原理

3．2 基于信息融合理论的光伏预测模型

3．2．1 BP神经网络模型的设计

3．2．2 改进的粒子群算法参数优化

3．2．3 预测功率应用于配网优化运行的探讨

3．3 实例验证

3．4 本章小结

第四章 分布式光伏接入配网功率优化控制策略研究

4．1 光伏并网的最优潮流数学模型

4．2 功率优化控制方案

4．3 算例仿真验证

4．3．1 传统采用下垂功率优化控制

4．3．2 采用灵敏度矩阵的功率优化策略

4．4 现场采集测试

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

附录