建设高比例新能源电力系统有利于实现“双碳”目标和可再生能源的利用。首先针对高渗透率分布式光伏接入配电网后引起的电压波动及功率损耗等问题,提出一种鲸鱼优化算法来分析配电网中储能系统(battery energy storage system, BESS)的选址问题;然后以配电网中的网络损耗为目标函数,以系统的电压偏差允许范围和功率容量作为约束条件,对接入配电网的BESS进行选址优化;最后针对不同场景在IEEE33节点配电系统上进行仿真分析。试验结果表明,在高渗透率分布式光伏的配电网中引入BESS能有效提高电压稳定性,降低电力系统的网络损耗。
大规模分布式光伏并网,可能会造成系统过电压,其不仅会对系统的稳定性和安全性造成威胁,也会限制光伏发电能力。为了防止过电压的发生,现基于光伏并网特性提出了一种自适应功率阈值的方法,该方法根据不同时间获取的节点电压和功率,按照算法实时预测光伏功率阈值,并与最大功率追踪算法确定的功率相比较,确定光伏注入配电网的功率,将节点电压控制在给定的安全阈值内,从根本上防止光伏高渗透导致的过电压。利用IEEE 33节点配电网络进行仿真,结果显示,无论是在均匀太阳辐照度下还是不同太阳辐照度下,所提方法均能将节点电压控制在1.058 p. u.之内,在发电高峰期节点电压会无限接近但不超过1.058 p. u.。结果证实了该方法能有效地将电压限制在给定的阈值内,并且最大限度地提高光伏发电能力。
建设以新能源为主的源网荷储微电网是我国电力系统转型升级的重要举措。针对新能源高比例渗入的混合微电网协调运行问题,提出了一种基于分层控制的混合微电网通信控制方案,并利用有限状态机(finite state machine,FSM)建立了控制方案的数学模型。该方法在微电网中央控制器预定义了4种系统模态,为了实现模态之间的无缝平滑切换,列写出9种触发模态转化的状态变量,使得系统能在所设计的场景中保持可靠的自主操作。仿真结果表明,该模型能够实现混合微电网的协调运行,验证了该方法的有效性和实用性。
针对混合微电网集中控制对中央控制器依赖严重、通信需求量大、扰动调节能力差的问题,提出一种微电网中央控制器(microgrid central control,MGCC)参与的分层事件触发控制策略,有效降低分布式集群的冗余通信并减少中央控制器计算负担,改进策略可靠性。该策略将控制系统分为2层,其中,设备层为本地控制层,采用分布式协同控制,所设计的本地控制器可就地控制更新输出状态,实现混合微电网的分散自治运行;另外,在控制层建立微电网控制层,引入事件触发策略,协调MGCC获取混合微电网的全局信息,从而向本地控制器发出预定义的调控指令,实现“源网荷储”灵活调度,尤其是应对突发事件而引发的电网振荡。最后,采用Matlab搭建混合微电网模型并进行仿真,利用Stateflow模块实现了事件触发算法,验证控制策略在满足并网/孤岛模式可靠性、稳定性的前提下,系统通信量可降低56.4%。
