新能源并入配电网的网侧电压控制策略研究

摘要

随着新能源的发展，越来越多的风电场和光伏电站接入大连地区配电网中，大部分新能源发电集中分布在大连市瓦房店地区，而新能源发电对配电网的电压和无功均有影响。当配电网向220kV电网倒送无功时，会产生系统电压升高、增加线路损耗的危害。因此，为了减少无功功率在电网中的输送，应实现无功的就地平衡。 现在大连地区的电压控制主要靠自动电压控制系统（Automatic Voltage Control， AVC），通过投切电容器和调节变压器档位来实现。这两种方法均不能解决无功倒送的难题。最近几年新投入的新能源电站均配备了静止无功补偿器，来补偿发电机组发出的无功；然而通过运行经验发现，新能源电站的静止无功补偿器无法完全实现无功的就地平衡，需要变电站侧进行配合。 电抗器是一种技术成熟且简单、造价低廉的无功补偿装置。本文在变电站的电压控制基础上增加电抗器，形成并联电容器和电抗器的电压控制策略，通过投入电抗器来补偿新能源发电向配电网倒送的无功。针对电容器和电抗器的特点以及两者相互影响，对变电站的电压控制策略进行优化：改进九区图控制策略，对临近上下限的情况进行细分，形成并联电容器和电抗器的十七区图控制策略；在调压设备动作前进行预判，在满足预判条件下调压设备才能动作；对于并联电容器和电抗器之间增加闭锁条件，需要投切无功补偿装置时，优先切除电容器或电抗器；在检测到没有电容器或电抗器运行时，才允许投入电抗器或电容器。 本课题以大连地区220kV复州城变电站的配电网为例，利用MATLAB建立模型并仿真，结合电压控制策略的电压及无功限值，研究并联电抗器对配电网无功功率的影响。通过仿真分析及测试发现并联电抗器确实能够抑制无功倒送，改善66kV母线电压，提高配电网系统的电压质量。本文的研究方法和结果为实现新能源并入配电网的无功就地平衡提供了一种有效的方法。

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