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光伏出力的非参数建模及含光伏配电网电压控制策略

谷天一  
【摘要】:随着光伏发电并网技术的发展,越来越多的分布式光伏被接入到配电网。光伏并网不但会改变配电网中的潮流分布,其出力的间歇性和随机性还会引起配电网电压波动,进而导致节点电压越限和网损增大。探索有效措施改善光伏高密度接入下配电网的电压质量,对提高光伏有效消纳和保障配电网安全稳定运行具有重要意义。本文在光伏出力建模的基础上,综合应用无功优化、配电网重构、源荷互动三种措施来改善含光伏配电网的电压质量。首先,探究了太阳辐照强度、环境温度以及天气类型对光伏出力的影响,研究了光伏并网引起配电网损耗和节点电压越限的机理,仿真分析了不同光伏并网参数对配电网电压和损耗的影响,得出了光伏并网影响配电网的相关规律。然后,针对非参数核密度估计在光伏出力建模中存在边界偏差和局部适应性不足的问题,将自适应核密度估计和基于伪数据法的核密度估计相结合,提出一种改进的非参数核密度估计建模方法,并建立了光伏出力概率分布模型。结合拟合优度检验和误差分析对光伏出力模型进行仿真验证,结果表明该模型不但能够准确模拟光伏出力的随机特性,而且可以消除边界偏差、改善局部适应性。最后,将无功优化和配电网重构相结合,提出一种综合优化方法来改善含光伏配电网的电压质量。以含光伏配电网总电压偏差和总有功损耗最小为目标函数,建立了静态和动态优化数学模型,并给出了配电网重构时段的划分方法和控制设备动作权限的分配方法。针对粒子群优化算法容易早熟收敛、陷入局部最优解的问题,提出一种基于位置方差的线性递减权重粒子群优化算法,并将其应用于含光伏配电网的优化。在充分利用配电网重构和光伏剩余容量参与调压的基础上,进一步研究了光伏与柔性负荷本地互动对于配电网电压改善的作用,以电采暖负荷为对象,给出了光伏与电采暖负荷的互动关系,对比分析了互动模式对配电网电压的改善效果。


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