大型光伏電站站內無功電壓優(yōu)化控制策略研究.pdf

1、隨著光伏發(fā)電滲透率的不斷提高，光伏電站引起的無功電壓問題日益突出；大型光伏電站必須具備無功調壓能力，必要時參與電力系統(tǒng)的無功調節(jié)。隨著光伏電站向規(guī)?；痛笮突l(fā)展，站內的無功電壓問題亦日益凸顯，因此研究大型光伏電站電壓波動機理和影響因素及大型光伏電站的站內無功電壓優(yōu)化控制策略對于保證光伏電站的安全穩(wěn)定運行具有重要意義。
　　本文以大型光伏電站并入無窮大電網為研究對象，建立了考慮電站內部集電線路，箱式變壓器，主變壓器以及輸電線路阻抗

2、的光伏電站穩(wěn)態(tài)運行模型，在此模型的基礎上，研究了并網點電壓和站內各光伏發(fā)電單元出口電壓的影響因素，并通過仿真計算，分析了不同光照強度下并網點電壓和站內各光伏發(fā)電單元出口電壓的波動范圍和變化趨勢。
　　在穩(wěn)態(tài)運行模型的基礎上，建立了以并網點電壓接近額定值，站內電壓平均偏差最小和站內有功損耗最小為優(yōu)化目標的無功優(yōu)化模型，采用免疫粒子群算法進行求解。針對免疫粒子群算法，采用抗體間的漢明距離計算抗體濃度，能更準確反映粒子間的差異，并引入精

3、英保留策略，避免免疫選擇環(huán)節(jié)丟失最優(yōu)解，提高了算法的搜索能力。由于光照變化會使得光伏出力發(fā)生變化，導致模型在不同的時間點的最優(yōu)解不同，本文以算法求解時間和有載調壓器分接頭動作次數(shù)為依據(jù)，按照面積等效原理將日光照曲線進行分段，提出了光照變化條件下的優(yōu)化控制策略，分別在每個時間段內進行優(yōu)化計算，將連續(xù)時間域的動態(tài)優(yōu)化問題轉化為多時間段的靜態(tài)優(yōu)化問題，保證了光伏電站電壓的動態(tài)調節(jié)。
　　為應對光照劇烈變化的情況，提出了快速優(yōu)化控制策略。

4、該控制方法在并網點處采用定電壓控制，即通過實時檢測并網點電壓，與參考值比較經由PI控制器自動獲取維持并網點電壓所需的無功需求量，通過實時控制站內無功源的無功輸出實現(xiàn)并網點電壓的動態(tài)調節(jié)。對于電站內部電壓則利用各光伏發(fā)電單元的無功輸出進行優(yōu)化：利用降階雅克比矩陣法求得各光伏發(fā)電單元出口點之間的無功電壓靈敏度系數(shù)，將各光伏發(fā)電單元無功出力與出口電壓之間近似表示為線性關系，得到站內電壓偏差的函數(shù)解析式，分別以并網點的無功需求和逆變器無功容量為