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由于世界上煤、石油等一次能源紧缺,且因温室气体排放过量引起的气候变暖、海平面上升等全球环境问题日益严重,近年来利用清洁的太阳能作为新兴能源的光伏发电,逐渐成为各国研究和发展的新趋势,发展前景广阔。但光伏并网后可能因为无功不足而引起电压偏差过大、网络损耗增加、稳定性降低等威胁电力系统安全可靠运行的诸多问题,因此对光伏并网进行无功优化研究具有重要意义。本文主要研究工作如下:
(1)建立了分布式光伏发电并网模型并对其出力进行预测,确定系统潮流计算和最优潮流计算方法,从光伏的不同接入位置、不同接入容量、不同逆变器的功率因数分别进行仿真计算,由仿真结果来分析在这几个不同条件下对配电网的潮流、电压、网损三方面产生的影响;
(2)提出了基于分布式光伏无功出力与静止无功发生器协调控制的配电网无功优化方法,并对光伏和静止无功发生器的控制策略进行改进,通过仿真分析不同光伏无功出力的控制策略,验证了电压-功率协调控制策略的优越性;
(3)分析了传统多目标无功优化算法在求解多目标问题时需要转换为单目标进行求解所存在的不足,并阐述了现今广泛采用的智能多目标无功优化算法的优势所在。因此本文在研究无功优化问题时采用了智能多目标粒子群算法,为了克服算法寻优过程中易陷入局部最优、算法早熟收敛、寻优时间长、算法可移植性低等缺点,引进基于拥挤距离排序的小生境以及全局最优位置选取与外部档案维护相结合的技术,在此基础上采用了改进的小生境及Pareto外部档案维护的多目标粒子群优化算法。最终通过对测试函数仿真分析及对比两方面性能指标,验证了本文所改进算法的可行性;
(4)采用本文所改进的算法在IEEE-33节点配电网系统中不同节点分别并入光伏、静止无功发生器和电容器组等补偿设备进行无功优化研究,通过仿真结果验证了:在研究分布式光伏接入配电网无功优化时,采用光伏和静止无功发生器协调控制下系统的网络损耗最低、电压偏差最小以及电压稳定性最好,能够取得最佳的优化效果。
(1)建立了分布式光伏发电并网模型并对其出力进行预测,确定系统潮流计算和最优潮流计算方法,从光伏的不同接入位置、不同接入容量、不同逆变器的功率因数分别进行仿真计算,由仿真结果来分析在这几个不同条件下对配电网的潮流、电压、网损三方面产生的影响;
(2)提出了基于分布式光伏无功出力与静止无功发生器协调控制的配电网无功优化方法,并对光伏和静止无功发生器的控制策略进行改进,通过仿真分析不同光伏无功出力的控制策略,验证了电压-功率协调控制策略的优越性;
(3)分析了传统多目标无功优化算法在求解多目标问题时需要转换为单目标进行求解所存在的不足,并阐述了现今广泛采用的智能多目标无功优化算法的优势所在。因此本文在研究无功优化问题时采用了智能多目标粒子群算法,为了克服算法寻优过程中易陷入局部最优、算法早熟收敛、寻优时间长、算法可移植性低等缺点,引进基于拥挤距离排序的小生境以及全局最优位置选取与外部档案维护相结合的技术,在此基础上采用了改进的小生境及Pareto外部档案维护的多目标粒子群优化算法。最终通过对测试函数仿真分析及对比两方面性能指标,验证了本文所改进算法的可行性;
(4)采用本文所改进的算法在IEEE-33节点配电网系统中不同节点分别并入光伏、静止无功发生器和电容器组等补偿设备进行无功优化研究,通过仿真结果验证了:在研究分布式光伏接入配电网无功优化时,采用光伏和静止无功发生器协调控制下系统的网络损耗最低、电压偏差最小以及电压稳定性最好,能够取得最佳的优化效果。