目錄
一、概述
二、通過 DER 進行分布式潮流管理
三、激勵性案例研究
四、Python代碼實現
五、結果
傳統上，電力由大型發電廠在輸電電壓水平上發電，而中低壓配電網（DNs）則被視為電源匯。然而，在過去幾十年中，大量分布式能源（DER），如分布式發電機和新型可控負載已經並正在安裝在DNs中。配電系統運營商（DSO）面臨的最重要現代挑戰之一是控制潮流，以避免違反電能質量約束。為了緩解這些關鍵的電能質量問題並實現更高效的電網利用，可以控制大多數DER，如住宅光伏（PV）機組。
根據可用的通信和監控基礎設施，DER 控制方案可以大致分為“集中式”、“分布式”和“本地”。在集中式方案中，來自傳感器的測量數據由一個中央控制單元收集，該中央控制單元分別計算每個 DER 的最佳設定點，並傳達命令信號。分布式控制方案需要有限的通信，並且可以在沒有任何集中計算單元的情況下實現接近最優的系統性能。通信鏈路只能在關鍵節點之間使用，與集中式方案相比，這種方法更實惠。然而，主要的控制架構規定了不需要任何通信的本地控制方案，並且包含在 DN 中實現的最具可擴展性和實用性的解決方案。每個 DER 依靠本地測量來根據某些預定規則調整自己的設定點。我們在本文中提出的分析適用於具有完全分散架構的本地 DER 控制方案。在展示我們的結果時，我們特別關注旨在控制無功功率流和避免違反電壓幅度約束的策略。本地 Volt/VAr 控制器在控制算法和所需的本地測量方面有所不同。在這項工作中，我們考慮了圖 1 中表示的一般策略類別，其中電壓幅度測量用作輸入，以通過靜態下垂函數得出 DER 無功功率注入的所需設定點。該設定點可以在用作功率逆變器控制器的參考之前進行過濾。圖 2 報告了這種用於無功功率控制的純局部反饋定律的一個簡單示例。
圖2
為了進一步激勵我們的研究，並強調擬議分析的重要性，我們簡要調查了圖2中報告的標准化電壓/無功曲線的穩定性，其中我們根據多個現代電網規范的建議確定了設計參數。根據這些標准，高（低）本地電壓幅值將觸發無功消耗（注入）。無功功率的吸收（產生）緩解了局部過壓（欠壓）。然而，正如以下示例所示，該反饋模式在運行區域不穩定：讓我們考慮圖3所示的基准配電網1，其特點是四台分布式發電機（DG）連接到Cigre基准低壓測試系統。我們將所有有功和無功負荷以及有功功率饋入設置為將所有 19 個節點的 PV 設置為恆定值。通過將初始 DG 無功功率注入設置為某個隨機值來初始化模擬，然後根據控制曲線進行調整。因此，在接下來的潮流計算中，所有節點都被視為 PQ 節點。如圖 4 所示，無功功率注入不收斂，它們處於持續的極限循環中。選擇更新步驟之間的時間間隔，以便所有逆變器動態在後續設定值更新之間衰減。這個簡單的例子激發了我們對這種局部伏特/無功控制方案穩定性的研究。重要的是要注意，在本示例以及本文的其余部分中，我們假設 DER 根據其測量值定期調整其無功功率注入，並且 t 是此類迭代更新的索引。兩次迭代之間的實際絕對時間不會影響我們的分析，只要該時間長於功率轉換器的穩定時間和電網動態即可。
圖4
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