4.4 多目标多场景的电压控制研究
当前多数控制方法的控制目标和场景比较单一。一方面,这些文献重点解决光伏并网后所引起的电压越上限问题,对于传统的夜间重负荷所引起的欠电压问题以及光伏功率波动所引起的网络电压波动问题考虑还有所欠缺,即控制并没有充分考虑光伏的运行场景。另一方面,也鲜有文献考虑控制策略对于网络损耗和网络功率因数的影响,即控制并没有充分考虑网络运行指标。因此,有必要在含有高比例户用光伏发电的低压配电网中建立多场景、多目标的控制模型,兼顾网络风险的抑制及网络运行指标的优化。
4.5 考虑经济性因素的电压控制研究
当前,政策性因素是推进户用光伏并网的主要动力,但最终将会被市场和价格因素所取代。在此背景下户用光伏消纳问题的利益主体将变得多元化,基于一定的价格要素考虑光伏的并网以及网络电压控制等问题会更加合理,如可以建立不同利益主体间光伏并网和辅助服务的博弈及合作模型。在此背景下低压配网的电压控制将被赋予经济和价格属性,相关的研究将会对光伏的并网和设备的高效利用起到促进作用,也会对并网政策的完善提供参考和依据。
4.6 光储虚拟同步机建模及电压控制研究
与经过逆变器并网的电源不同,同步发电机的并网功率具有很大的惯性,避免了并网功率的快速波动。通过对光储逆变器的参数设置以及阻抗匹配,可以使分布式光储系统具有与同步发电机类似的并网特性[74-76]。当前文献对光储虚拟同步机建模的研究还有所不足,多采用简化的网络模型并且没有充分考虑低压网络的参数特点,光储虚拟同步机对网络电压的影响及调节作用的研究也较少。因此,相关的研究还有待补充和完善。
4.7 新型电力电子设备的研制
一些新型电力电子设备在低压配电网中的应用正在受到关注。固态分接头变压器的分接头变化不再需要进行机械性的调整,图10是固态分接头的结构示意图,通过对晶闸管的开合操作即可调整变压器的变比,避免了分接头的磨损,使得变压器的变比可以频繁调节[51],这将极大增强网络的电压调节能力。类似设备在低压配网中的应用还有待补充和完善。
图10 含固态分接头变压器的控制原理图
5 结语
本文围绕含高比例户用光伏低压配电网电压控制问题,总结了户用光伏在低压配电网的并网特征及其引起的电压问题,基于电压灵敏度理论介绍了当前低压配电网的电压控制原理。并以此为基础,结合低压配电网的通信条件,综述了基于有功、无功以及分接头的电压控制方法,同时对多类设备的协调控制方法也进行了介绍,总结了不同控制方法的使用场景、优势与不足之处。最后,对解决低压配电网电压问题的新技术进行了展望,以期能为该领域将来的研究提供一些参考。
