电压调节

伴随分布式能源广泛接入低压配电网，其对配电网运行灵活性和消纳能力的要求不断提高。利用低压柔性互联装置将独立运行的低压配电台区分区互联，避免传统电压调节和无功补偿装置频繁动作。考虑到柔性互联装置造价昂贵，协同传统电压-无功调节装置，文中提出低压柔性互联装置的选址定容规划方法。首先，分析低压柔性互联装置拓扑和运行方式，建立其潮流模型。其次，建立低压柔性互联装置优化配置的双层规划模型，上层规划以年综合费用最小为目标，下层规划考虑电压-无功协调控制时间序列模型，以运行成本和电压偏差最小为目标，基于粒子群优化算法和混合整数二阶锥规划算法交替求解，得出配电系统最优柔性互联方案和最优运行方式。最后，在IEEE 33节点系统上进行实例分析，验证该双层规划算法的有效性。结果表明，所提方法能有效减少柔性互联装置的过度布置，同时减少由分布式能源频繁波动造成的运行成本。将模型凸化并线性化的方法明显提高了求解效率。

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。

近年来，随着我国能源转型的不断深入、光伏发电技术的逐渐成熟以及发电成本的逐步降低，分布式光伏在配电网中的占比日益提高，配电网的电能质量问题愈发显著，如电压越限、电压不平衡、线路过载、闪变以及谐波超标等问题，其中，电压越限是限制分布式光伏接入容量的主要因素。该文首先总结了目前常用的含高渗透率分布式光伏的配电网电压调节方法，在此基础上，分别对每种电压调节方法进行了详细介绍。最后，对比分析了各种电压调节方法的优劣性，并对未来含高渗透率分布式光伏的配电网电压调节方法提出相关建议。

9月6日，中关村储能产业技术联盟团体标准《构网型储能变流器技术规范》征求意见稿公开征求意见。该文件要求构网型储能变流器具备惯量响应、阻尼控制、电网频率调节、电网电压调节、高低压故障穿越、过载、并/离网切换、多机并联、功率控制、黑启动、相角突变耐受、电网强度适应、报警和保护等20余项功能。

分布式电源发电的随机性和波动性，给有源配电网(active distribution network，ADN)的电压控制带来了严峻的挑战，在此背景下，亟需一种高效的电压控制策略来保证ADN的安全运行。 方法 基于深度强化学习方法，提出了一种双层区域配电网电压控制策略。首先，以调压设备的调节特性和可控元素复杂化的特点为前提，针对ADN辐射网架结构，设计了区域协调控制区域和本地自治控制区域，分别构建每个区域的电压控制模型；然后，通过深度Q网络(deep Q-network，DQN)算法和深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient，DDPG)算法对该模型进行求解，以实现实时跟踪电压变化的目的，有效解决了ADN运行过程中电压控制问题；最后，通过IEEE 33节点仿真算例对该方法进行了验证。 结果 利用DQN算法和DDPG算法分别求解协调控制区域和本地自治区域的控制变量，实现了ADN系统电压调节的实时决策，解决了ADN潮流双向流动、电压复杂多变的问题。 结论 所提控制策略控制电压偏差效果明显，具有很强的准效性和实用性。

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。

​6月9日，在迎峰度夏负荷高峰到来前，陕西关中电网750千伏南山变电站内3组66千伏低压电容器、1组低压电抗器投运，关中南部负荷中心无功调节能力和电压运行安全裕度得到提升。

电力系统配电网中一般有较多的波动性或冲击性电动机负载，造成电压偏低、波动严重，严重影响电能质量和电机的运行性能。针对这一问题，提出采用串联电容就近对电动机进行补偿的方法，计及电机的负载特性，通过对比计算确定了在配电变压器高压侧进行串补对机端电压调节的效果最好。仿真计算了波动性负荷情况下串补装置不同补偿方式对电机机端电压调节性能的影响。结果表明：采用低度过补偿方式，可以在避免自激的情况下，在较大的范围内提升线路末端电机的电压性能, 消除由于波动性负荷引起的电压波动，为配电网中改善电动机的运行性能和机端电压质量提供了一条新的思路。

项目针对我国配电网低压配电设备智能运检、保护器试跳和线路电压调节等技术难题，研发了带边缘计算技术的终端、保护器性能自动检测和线路电压自动调节等装置，实现了低压配电网状态的感知范围、精准研判和智能处理。 主要创新点：一是研制了低压配电柜短信终端和智能控制终端，发明单、双交叉运算判据方法对多个传感器与监测仪数据进行处理，开发了早期故障诊断程序嵌入终端和保护器主处理器，提出了故障类型自动识别的方法，解决了故障早期预警并精准隔离。二是采用基于多源信息融合技术，提出了对保护器内部部件进行检测前、中、后的故障诊断方法，研制远程自动接地动作试验装置，形成了变、线、户故障早期诊断网络。三是提出了采用线路电压采样控制无功投切技术，研制了便携式调压自动无功补偿装置，提出了低压配网首末端电压协同治理的方法，解决了线路电压的自动调节。 根据浙江省技术经纪人协会科技成果鉴定委员会认为，项目整体技术达到国内领先水平，其中远程漏电保护器故障及交流接触器堵塞或故障判断装置达到国际先进水平。项目已获授权专利28项，其中授权发明专利18项、实用新型专利10项，软件著作权3项；发表论文9篇。项目整体技术应用地区，公变侧故障早期诊断误报率下降了14.57%，诊断时间从原15min降至2min，缩短每座公变25min巡视时间；保护器停电检测时间缩短了35min，正确率达到100%；线路和用户侧故障早期诊断时间从原60min降至2min。项目还获得了行业内外广泛关注，入选中国电力企业联合会《配电网建设改造创新成果及应用案例汇编》，2019年被国网列入科技成果转化目录，2020年1月又与上海置信电气股份有限公司成功签订了《职工技术创新成果许可意向协议书》，因此，本成果系列产品推广前景巨大。

经专业机构查新结果表明：“项目方开发的基于储能技术的低压线路调压装置”，将储能技术用于提高电力系统稳定性时，电能存储和释放的速度将对控制性能起决定作用。项目开展了对储能系统在输配电系统中的应用研究，包括储能电源的合理规划、储能系统与现有电网之间的柔性联接技术、先进的控制调节技术以及储能系统与FATCTS、再生能源等相结合的技术研究。并对电力系统的各类动态条件下储能装置内部的复杂非线性电磁问题，以及储能未见有与该项目设计及采用的关键技术相对的文献和专利，项目“基于储能技术的低压线路调压装置”的开发具有新颖性，达到国内先进水平。已申请6项发明专利。 低压线路末端低电压一直是困扰供电系统的一大难点，特别是由于季节性过负荷导致的短时低电压一直以来没有很好的解决手段。本项目研发的基于储能技术的线路电压调节装置，可安装于低压线路末端，在通过储能单元进行削峰填谷，从而从根本上解决线路由于短时负荷增大而导致的线路低电压问题。另外，由于装置一体化设计，体积小，占地少，安装拆卸简单，适用于临时解决低电压热点。因此，凡是存在类似问题的供电都可推广使用。