电压控制

9月18日，国际电工委员会电力供应系统技术委员会（IEC/TC8）年度会议在法国巴黎召开。本次会议上，国网江苏电科院系统及新能源技术中心四级职员周前为争取《高比例基于电力电子设备接入资源的电网协调自动电压控制》提案的立项进行了现场答辩。

大规模分布式新能源并网接入,对低压配电网的承载能力和供电品质面临严峻挑战。柔性直流技术具有灵活的功率、电压控制能力，本报告探索柔性直流技术在提升低压配电网供电能力和电能质量方面的应用，解决传统配变轻重载并存、低电压等问题。同时，利用柔性直流技术构建新型微电网，提升低压配电网分布式光伏消纳效率、供电可靠性等。

为了解决大规模分布式光伏接入配电网导致光伏并网点出现电压越限问题，提出了一种基于分布式共识协同(distributed consensus collaboration, DCC)的光伏逆变器电压控制方法。光伏逆变器电压控制采用基于功率调节的下垂控制模式，利用下垂控制调节光伏的有功功率与无功功率，实现对光伏并网点电压的控制。分布式协同共识是将接入系统的光伏有功功率输出与光伏最大输出跟踪比作为状态变量，通过分布式共识协同算法实现下垂控制启动参数的调整和光伏逆变器之间的电压协同控制。通过一个含分布式光伏的真实馈线系统进行算例验证，基于德国DIgSILENT软件进行仿真。结果表明，所提电压控制方法能有效抑制光伏并网点的电压越限问题，并在电压调节过程中降低光伏有功功率出力的削减，提升光伏逆变器的无功功率调节量。

围绕数字配电网边缘计算实验平台建设问题，构建了数字配电网边缘计算模拟平台的三层式架构，设计了模拟实验平台各物理环节功能以及通信环境。针对边缘计算软硬件平台核心技术问题，围绕配电网运行控制需求提出了具体可行的模拟实验解决方案。以边缘侧就地电压控制为例，基于实验平台各个环节构建运行场景，验证了平台的功能可行性和有效性。

针对含分布式光伏配电网的电压越限问题，提出一种考虑分布式光伏集群划分的无功电压控制策略。首先提出了基于无功电压灵敏度的模块度指标，考虑集群内的无功平衡度及耦合度，得到改进模块度指标并以此进行集群划分；然后提出越限集群内的无功电压控制策略与集群间的协调控制策略，当越限集群无法恢复集群内电压至安全水平时，通过主导节点选取具有可调无功容量的安全集群向越限集群分配剩余无功可调容量；最后以IEEE 33节点配电网系统为例进行仿真，验证了所提无功电压控制策略的有效性。

随着光伏、储能等分布式电源广泛接入，导致配电网区域电压波动频繁。针对分布式电源分散接入带来的不确定性问题，提出了一种计及分布式电源集群不确定性的配电网分散鲁棒电压控制方法。将大规模分布式电源聚合成相互关联的集群，对电压控制进行分区域调节。首先，针对配电网结构复杂和分布式电源点多面广的问题，设计一种基于改进Louvain算法的配电网集群划分方案，利用模块度函数并兼顾了集群的电压灵敏度和分布式电源调控容量。然后，由于分布式电源接入后配电网潮流更加复杂多变，在划分集群的基础上提出一种考虑不确定性的分散鲁棒控制方法，协同各分布式电源集群的调控能力，抑制由于模型参数及功率波动等不确定性导致的配电网电压波动。最后，通过算例分析验证了所提方法的可行性和有效性。

高比例分布式光伏接入后，配电网出现潮流随光伏出力在大小和方向上随机变化的现象，造成配电网电压大幅度波动，严重情况下电压发生越限。充分利用光伏变流器及储能变流器的无功调节潜力，能够有效应对含高比例分布式光伏配电网的电压越限问题。首先，对含高比例分布式光伏配电网的电压运行特性进行分析。然后，对变流器无功电压调节特性进行分析，研究影响变流器无功调节能力的各项约束。在此基础上，提出一种考虑变流器无功调节特性的无功自响应电压控制方法，并对该方法的无功动作阈值进行了优化整定。在该方法中，变流器将就地量测电压与无功动作阈值相比较，进行无功快速动作。最后通过仿真证明了该方法能有效解决含高比例分布式光伏配电网的电压越限问题。

光伏整县推进和电动汽车快速发展造成配电网末端电压偏高等电能质量问题，基于区域柔性互联的柔性多状态开关(flexible multi-state switch, FMSS)技术成为解决方案之一。针对柔性多状态开关PQ模式与VF模式间切换的波动及冲击性问题，提出在状态跟随控制器之后添加惯性环节，并改进相位预同步环节，可实现FMSS并离网工作模式的平滑切换。针对FMSS直流母线控制端的馈线故障导致系统运行崩溃问题，提出一种引入权值调节的控制策略，可实现系统稳定运行情况下，有功控制和直流母线电压控制的平滑切换。在MATLAB/Simulink环境下搭建了三端口FMSS仿真模型，对提出的控制策略进行了仿真验证，仿真结果实现了任意馈线故障下三端口FMSS无缝转供电功能。最后搭建物理实验平台，进一步验证了所提平滑切换策略的有效性。