基于串联补偿原理的有源配电网电压优化控制方法研究

摘要

随着能源危机与环境问题的日益突出，分布式发电技术（Distributed Generator，DG）得到了蓬勃发展。DG一般通过配电网接入，使得传统潮流单向流动的辐射型网络变为功率双向流动的有源网络；尤其DG出力的随机性特点致使负荷侧电压波动问题较为突出，传统的调压方法难以满足有源配电网电压调整要求，在一定程度上限制了DG接入容量，亟待解决。 本文对有源配电网综合优化串联补偿电压控制方法进行研究。首先，分析了引起有源配电网电压波动的内在原因以及传统调压措施存在的不足；结合配电网结构与参数特点，着重分析了基于固定电容器串联补偿的配电网电压调压机理及其存在的局限性。其次，研究了基于现代电力电子技术的有源串补调压技术，并与固定电容器相结合提出了综合串联补偿调压方法，实现了配电网电阻与电抗中压降的统一补偿，有效克服了现有配电网调压方法的不足。然后，为实现有源配电网电压优化控制，分析了串补电压与网络有功功率损耗、节点电压偏差之间的定量关系，建立了基于串联补偿的电压综合优化控制模型，实现了电压与网损的统一调节；同时，提出了基于模拟退火策略与自适应变异算子的改进微分进化算法，并优化其初始种群的生成方式，用以求解有源配电网电压综合优化控制模型。最后，基于 IEEE33 节点配电网标准模型构建了有源配电网串补调压仿真模型，对综合串补调压方法与改进微分进化算法进行了全面仿真，结果表明综合串补调压方法能够有效提高有源配电网电压质量、减小网损，改进的优化算法可提升寻优效率，防止陷入局部最小。 本文的研究成果，不仅丰富了电压质量优化调控措施相关领域的研究成果，而且为提高DG渗透率、突破其接入限制，提供了理论支撑与技术保障。

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