式中,V为运行电压,P为有功负荷,Q为无功负荷,R为电阻,X为电抗。
由式(1)可知,通过控制DG输出功率的功率因数进相度或迟相度可以调节线路上的电压降,改善配电线路的电压水平。对于旋转型DG,通过控制逆变器的开关来控制无功输出;对于逆变型D G9通过励磁电流来控制无功输出。
对于分布式风电并网关于无功运行方式,我国最新标准规定限制功率因数应在0.95(超前)一0.95(滞后)之间动态可调,其原理图如图3所示。上述方法中,分布式风电场的无功功率对电网电压的影响较大。认为在分布式风电有功出力较大时,限制其无功功率,按如图4所示改进的无功运行方式可降低分布式发电场无功对电压的影响。
2.2.4线路电压调节器调压
线路电压调节器通常安装在馈电线路的中部或电压较低的地方,可在较大范围内对线路电压进行调整,保证用户供电电压稳定,减少网络线损。它能够检测潮流方向,并按要求自动调节变比,保证系统电压偏差在允许范围内,可双向、快速、频繁地调整电压。
2.3基于无功优化调度的调压措施
无功优化调度可以改善电力系统中的潮流分布,降低网损以及降低电压损耗,从而改善电压质量,确保电网的安全、可靠、经济地运行。传统的配电网是被动式配电网,属单向的放射状的电网结构,其无功优化手段主要是优化投切无功补偿装置。相对于传统的被动式配电网,ADN具有多电源的特点;此外,接入的DG(如分布式光伏发电、风电等)具有较强的随机性、波动性,使得ADN的无功优化控制显得更加复杂。
在现有研究中,ADN的无功优化调度主要是基于信息和通信技术,将DG、储能装置等可调节设备的无功调节与传统的无功电压调节手段相结合,实现配电网的无功优化。综合DG与传统的无功电压调节手段,以网损最小为目标,采用基于聚类和竞争克隆机制的多智能体免疫算法,结果表明利用分布式电源对电网进行无功补偿能较大程度地改善电压质量和降低网损。但是由于DG的随机性、不确定性,将造成无功补偿装置的频繁投切,设备运行成本增加。针对这一问题,将变压器分接头操作次数、电容器投切次数归入到目标函数中进行无功优化计算。参考文献〔46〕采用STATCOM作为双馈风机风电场公共接入点的动态无功补偿来保持电压稳定性,以防连接到弱配电系统的风电场受扰脱网,仿真结果表明STATCOM有助于消除暂态扰动、三相短路、负荷陡变、电压暂降等的影响,但该文献未涉及从经济效益角度考虑D-STATCOM等动态无功补偿的最佳容量配置问题(特别是DG电源侧)的研究。
总之,由于ADN中接入的DG具有随机性和不确定性,使得ADN的无功优化与传统无功优化存在显著差异,在考虑系统基本参数约束的同时,还需考虑DG的一些参数限制。目前对ADN无功优化的研究还是初步,主要是风力发电接入配电网的无功优化研究,对其他类型的DG,则要结合接口类型及DG自身特点进行研究。
在ADN无功优化的工程应用中,如何使得无功电压控制能够适应DG引起的扰动,需要考虑分区协同自治、多智能协作的无功电压控制方法,以避免短时间的电压频繁波动引起的无功补偿的频繁投切。