分布式光伏并網(wǎng)電壓和功率因數(shù)協(xié)調(diào)控制策略

趙偉然, 汪海蛟， 李光輝， 何國慶， 孫 健

(1. 新能源與儲(chǔ)能運(yùn)行控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國電力科學(xué)研究院)，北京 100192；2. 國網(wǎng)北京市電力公司，北京 100031)

·分布式光伏并網(wǎng)技術(shù)·

分布式光伏并網(wǎng)電壓和功率因數(shù)協(xié)調(diào)控制策略

趙偉然1, 汪海蛟1， 李光輝1， 何國慶1， 孫 健2

(1. 新能源與儲(chǔ)能運(yùn)行控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國電力科學(xué)研究院)，北京 100192；2. 國網(wǎng)北京市電力公司，北京 100031)

為應(yīng)對分布式光伏并網(wǎng)引起的電壓越限和功率因數(shù)超標(biāo)問題，提出了一種改進(jìn)的分布式光伏并網(wǎng)電壓和功率因數(shù)協(xié)調(diào)控制策略。該策略包括電壓控制策略和功率因數(shù)控制策略，電壓控制策略采用優(yōu)先控制光伏發(fā)出的無功功率,當(dāng)無功容量不足時(shí)降低有功功率的方法調(diào)節(jié)并網(wǎng)點(diǎn)電壓；功率因數(shù)控制策略控制光伏發(fā)出的無功功率以調(diào)節(jié)用戶考核點(diǎn)功率因數(shù)。針對2種控制策略分別設(shè)計(jì)了比例積分控制器，最后通過算例，在RT-LAB仿真環(huán)境中驗(yàn)證了所提控制策略的有效性。

分布式光伏;電壓控制；功率因數(shù)控制；比例積分控制

0 引言

近年來我國分布式光伏發(fā)電獲得了快速的發(fā)展，分布式光伏的大量接入給配電網(wǎng)無功電壓帶來了一定的影響，容易引起并網(wǎng)點(diǎn)電壓越限、用戶功率因數(shù)超標(biāo)等問題，成為制約分布式光伏發(fā)展的主要因素之一[1-5]。

針對分布式光伏接入配電網(wǎng)引起的電壓升高越限問題，可以采用安裝無功補(bǔ)償設(shè)備、逆變器控制、安裝儲(chǔ)能、調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器分接頭等措施[6，7]，但安裝無功補(bǔ)償設(shè)備和儲(chǔ)能將增加大量投資，我國配電網(wǎng)中變壓器多為無載調(diào)壓變壓器。德國電氣工程師協(xié)會(huì)提出了4種分布式電源本地?zé)o功電壓調(diào)節(jié)策略[8]，包括定無功控制、定功率因數(shù)控制、基于有功的功率因數(shù)控制和基于電壓的無功控制。

在分布式光伏無功電壓分層集中控制方面，現(xiàn)有的主要方法如下：基于有功和電壓相結(jié)合的Q(U,P)控制策略，目的是使所有的光伏逆變器均參與電壓調(diào)節(jié)且所發(fā)出無功總量最小[9]；基于智能算法的分布式光伏分層無功控制策略，實(shí)現(xiàn)了光伏本地?zé)o功電壓控制和上層優(yōu)化控制的統(tǒng)一[10，11]；光伏無功功率控制和有功功率抑制相結(jié)合的調(diào)壓方法，采用優(yōu)化模型求解逆變器的有功和無功指令[12]?；谏蠈訁f(xié)調(diào)優(yōu)化的光伏無功控制策略對通信通道要求較高，但目前我國大量10 kV并網(wǎng)分布式光伏項(xiàng)目通過無線、公網(wǎng)等方式接入調(diào)度機(jī)構(gòu)，380 V并網(wǎng)分布式光伏項(xiàng)目只將發(fā)電量信息通過智能電表上傳給電網(wǎng)，上層優(yōu)化控制所需的通信通道不滿足要求，因此本地?zé)o功電壓控制成為解決分布式光伏并網(wǎng)引起的電壓和功率因數(shù)問題的必然選擇。理論分析表明分布式電源的接入點(diǎn)是電壓變化的極大值點(diǎn)，只要消除分布式電源接入點(diǎn)的電壓越上限現(xiàn)象，就可以解決配電網(wǎng)的電壓越上限問題[13]。有研究人員提出了一種利用光伏逆變器實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)電壓控制方法，設(shè)計(jì)了V/Q曲線，通過調(diào)節(jié)光伏逆變器功率因數(shù)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)點(diǎn)電壓調(diào)節(jié)[14]。

分布式光伏運(yùn)行數(shù)據(jù)表明分布式光伏接入后可能會(huì)造成用戶功率因數(shù)降低，導(dǎo)致用戶出現(xiàn)功率因數(shù)調(diào)節(jié)費(fèi)(力調(diào)電費(fèi))損失[15]。有研究人員提出了分布式光伏參與電網(wǎng)電壓和功率因數(shù)調(diào)節(jié)的控制策略[16，17]，為光伏逆變器設(shè)定了電壓調(diào)節(jié)和功率因數(shù)調(diào)節(jié)2種工作模式，根據(jù)并網(wǎng)點(diǎn)不同的狀態(tài)使逆變器在2種工作模式間切換。電壓和功率因數(shù)調(diào)節(jié)模式均使用線性函數(shù)進(jìn)行控制，易出現(xiàn)超調(diào)或欠調(diào)。所設(shè)計(jì)的電壓調(diào)節(jié)模式在并網(wǎng)點(diǎn)電壓越上限時(shí)直接限制光伏有功功率會(huì)帶來較大發(fā)電量損失；功率因數(shù)調(diào)節(jié)模式?jīng)]有考慮在并網(wǎng)點(diǎn)向電網(wǎng)倒送有功功率和無功功率的情況下對功率因數(shù)進(jìn)行控制，而功率因數(shù)考核計(jì)算方法采用正向無功和反向無功絕對值之和計(jì)算用戶功率因數(shù)，會(huì)導(dǎo)致用戶出現(xiàn)反向功率因數(shù)超標(biāo)。

文中設(shè)計(jì)了分布式光伏電壓-功率因數(shù)協(xié)調(diào)控制策略，設(shè)計(jì)了電壓和功率因數(shù)調(diào)節(jié)比例積分控制器，設(shè)計(jì)了考慮并網(wǎng)點(diǎn)正反向無功潮流的12區(qū)圖控制策略，仿真驗(yàn)證了控制策略的有效性。

1 理論分析

分布式光伏并網(wǎng)示意圖如圖1所示，其中U為電網(wǎng)電壓；UPV為并網(wǎng)點(diǎn)電壓；R，X為線路電阻、電抗。

圖1 分布式光伏并網(wǎng)示意圖Fig. 1 Distributed PV integration diagram

當(dāng)光伏系統(tǒng)接入電網(wǎng)之后,電網(wǎng)電壓為：

(1)

式中：Ppv，Qpv分別為光伏系統(tǒng)向電網(wǎng)注入的有功、無功功率；Pload，Qload分別為本地負(fù)載有功、無功消耗?？梢缘玫剑?/p>

(2)

(3)

從式(2)和式(3)可以得出，光伏有功功率和無功功率與并網(wǎng)點(diǎn)電壓呈線性關(guān)系，由于配電網(wǎng)線路阻抗比R/X一般較大，并網(wǎng)點(diǎn)電壓對光伏有功和無功的靈敏度較為接近，因此通過調(diào)節(jié)光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的有功功率或無功功率，均可以達(dá)到調(diào)節(jié)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的效果。

圖1中A點(diǎn)為用戶功率因數(shù)考核點(diǎn)(同為分布式光伏并網(wǎng)點(diǎn)和公共連接點(diǎn))，該點(diǎn)功率因數(shù)為：

(4)

通過調(diào)節(jié)分布式光伏發(fā)出的無功功率，可以改善并網(wǎng)點(diǎn)功率因數(shù)。

2 電壓-功率因數(shù)協(xié)調(diào)控制策略

當(dāng)光伏逆變器采用電流源輸出方式、恒功率控制策略(即PQ模式)時(shí)，光伏逆變器可等效為PQ可控電源。由于多臺(tái)PQ模式光伏逆變器間不存在無功環(huán)流，可以將在一個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)并聯(lián)運(yùn)行的多臺(tái)光伏逆變器視作一個(gè)整體，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)分布式光伏并網(wǎng)電壓-功率因數(shù)控制策略。

2.1 電壓控制策略

電壓控制策略通過調(diào)節(jié)分布式光伏發(fā)出的無功功率和有功功率，將并網(wǎng)點(diǎn)電壓控制在一定的范圍內(nèi)。當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓升高越上限時(shí)，首先調(diào)節(jié)分布式光伏發(fā)出的無功功率來降低并網(wǎng)點(diǎn)電壓；當(dāng)分布式光伏發(fā)出感性無功達(dá)到最大值后并網(wǎng)點(diǎn)電壓仍然不滿足要求時(shí)，降低光伏發(fā)出的有功功率，直至電壓滿足要求。當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓降低超出下限時(shí)，增大分布式光伏發(fā)出的無功功率，直至電壓滿足要求或分布式光伏發(fā)出容性無功達(dá)到最大值。光伏發(fā)出的有功、無功功率與并網(wǎng)點(diǎn)電壓呈線性關(guān)系，可采用比例積分控制器實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)點(diǎn)電壓幅值的無差控制。針對分布式光伏發(fā)出感性無功達(dá)到最大值和未達(dá)到最大值2種情況，設(shè)計(jì)了2種電壓控制策略。

(1) 無功-電壓控制策略。當(dāng)分布式光伏仍有無功裕度時(shí)，使用無功調(diào)節(jié)并網(wǎng)點(diǎn)電壓，如圖2所示。

圖2 光伏發(fā)出感性無功未達(dá)到最大值時(shí)的控制框圖Fig. 2 Control block when PV inductive reactive power haven’t reached the limit

圖2中，kp1，ki1，kp2，ki2為比例積分控制器參數(shù)；Uref為電壓調(diào)節(jié)目標(biāo)值，當(dāng)電壓越上限時(shí)Uref=Umax-ΔU，當(dāng)電壓越下限時(shí)Uref=Umin-ΔU，ΔU大于比例積分控制器控死區(qū)；Qref為將并網(wǎng)點(diǎn)電壓維持在目標(biāo)值所需的無功參考；QPV_ref為分布式光伏應(yīng)發(fā)出的無功功率。當(dāng)一個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)有多臺(tái)分布式光伏逆變器時(shí)，QPV_ref按不同逆變器額定容量等比例分配。

(2) 有功-電壓控制策略。當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓越上限后，啟動(dòng)無功-電壓控制策略使分布式光伏發(fā)出感性無功功率調(diào)低并網(wǎng)點(diǎn)電壓。當(dāng)分布式光伏達(dá)到感性無功上限而并網(wǎng)點(diǎn)電壓仍未達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，啟動(dòng)有功-電壓控制策略，降低分布式光伏發(fā)出的有功功率以調(diào)低電壓，直至電壓達(dá)到目標(biāo)值或分布式光伏有功被控制到0，如圖3所示。

圖3 光伏發(fā)出感性無功達(dá)到最大值后的控制框圖Fig. 3 Control block when PV inductive reactive power reaches the limit

圖3中，kp3，ki3，kp4，ki4為比例積分控制器參數(shù)；Uref為電壓調(diào)節(jié)目標(biāo)值，當(dāng)電壓越上限時(shí)Uref=Umax-ΔU，ΔU大于比例積分控制器控制死區(qū)；Pref為將并網(wǎng)點(diǎn)電壓維持在目標(biāo)值所需的有功參考值；PPV_ref為分布式光伏發(fā)出的無功上限值。當(dāng)一個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)有多臺(tái)分布式光伏逆變器時(shí)，PPV_ref按不同逆變器額定容量等比例分配。

2.2 功率因數(shù)控制策略

功率因數(shù)控制策略下，經(jīng)調(diào)節(jié)分布式光伏出的無功功率，將公共連接點(diǎn)處的功率因數(shù)控制在合格范圍內(nèi)。公共連接點(diǎn)功率因數(shù)控制目標(biāo)可直接轉(zhuǎn)化為無功功率控制目標(biāo)，設(shè)計(jì)控制框圖如圖4所示。

圖4 功率因數(shù)控制框圖Fig.4 Control block of power factor control strategy

圖4中，kp5，ki5為比例積分控制器參數(shù)；cosφref為功率因數(shù)目標(biāo)值，當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)存在倒送給電網(wǎng)的無功功率時(shí)cosφref=-cosφmin-Δcosφ，當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)沒有倒送給電網(wǎng)的無功功率時(shí)cosφref=cosφmin+Δcosφ，Δcosφ大于比例積分控制器控制死區(qū)。PPCC和QPCC為公共連接點(diǎn)處有功和無功功率，Qref為將功率因數(shù)維持在目標(biāo)值所需的無功參考值，QPV_ref為分布式光伏應(yīng)發(fā)出的無功功率。當(dāng)一個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)有多臺(tái)分布式光伏逆變器時(shí)，QPV_ref按不同逆變器額定容量等比例分配。

2.3 電壓和功率因數(shù)協(xié)調(diào)控制

分布式光伏并網(wǎng)點(diǎn)的電壓升高問題可能會(huì)導(dǎo)致光伏逆變器跳閘、損壞用戶用電設(shè)備等，并網(wǎng)點(diǎn)的電壓降低可能會(huì)導(dǎo)致用戶用電設(shè)備無法啟動(dòng)等問題。公共連接點(diǎn)的功率因數(shù)超標(biāo)問題可能會(huì)導(dǎo)致功率因數(shù)調(diào)節(jié)費(fèi)損失。電壓超標(biāo)問題關(guān)系用電安全，而功率因數(shù)考核是按月執(zhí)行，短時(shí)的功率因數(shù)超標(biāo)不一定導(dǎo)致月底出現(xiàn)功率因數(shù)調(diào)節(jié)費(fèi)損失。電壓和功率因數(shù)協(xié)調(diào)控制流程圖如圖5所示。

圖5 電壓和功率因數(shù)協(xié)調(diào)控制流程Fig.5 Flowchart of voltage and power factor coordination control

將電壓控制置于較高的優(yōu)先級(jí)，當(dāng)電壓越限時(shí)優(yōu)先控制電壓，只有當(dāng)電壓在正常范圍內(nèi)且功率因數(shù)超標(biāo)時(shí)才調(diào)節(jié)功率因數(shù)。當(dāng)電壓在合格范圍內(nèi)而功率因數(shù)超標(biāo)，需進(jìn)行功率因數(shù)調(diào)節(jié)時(shí)，為避免因調(diào)節(jié)功率因數(shù)導(dǎo)致電壓超標(biāo)，將功率因數(shù)調(diào)節(jié)模式中比例積分控制器調(diào)節(jié)速度降低，減小每一步無功功率調(diào)節(jié)幅度。

電壓和功率因數(shù)協(xié)調(diào)控制可能出現(xiàn)的12種工況如圖6所示。

圖6 電壓和功率因數(shù)協(xié)調(diào)控制12種工況Fig. 6 12 operation conditions of voltage and power factor coordination control

(1) 無需調(diào)節(jié)工況。1區(qū)和7區(qū)電壓和功率因數(shù)都在正常范圍內(nèi)，不需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。

(2) 需下調(diào)電壓工況。2區(qū)、3區(qū)、8區(qū)和9區(qū)電壓越上限，需向下調(diào)節(jié)電壓。以2區(qū)為例，向下調(diào)節(jié)并網(wǎng)點(diǎn)電壓后，分布式光伏發(fā)出的無功功率減少，可能進(jìn)入1區(qū)，也有可能導(dǎo)致功率因數(shù)超標(biāo)而進(jìn)入4區(qū)、7區(qū)或10區(qū)。

(3) 需上調(diào)電壓工況。5區(qū)、6區(qū)、11區(qū)和12區(qū)電壓越下限，需上調(diào)電壓。以6區(qū)為例，向上調(diào)節(jié)并網(wǎng)點(diǎn)電壓后，分布式光伏發(fā)出的無功功率增加，可能進(jìn)入1區(qū)，也有可能導(dǎo)致功率因數(shù)超標(biāo)而進(jìn)入4區(qū)、7區(qū)或10區(qū)。

(4) 需上調(diào)功率因數(shù)工況。4區(qū)電壓在正常范圍內(nèi)，功率因數(shù)超標(biāo)，需向上調(diào)節(jié)功率因數(shù)。調(diào)節(jié)后分布式光伏發(fā)出的無功功率增加，可能進(jìn)入1區(qū)，也可能因分布式光伏發(fā)出的無功功率增加后面臨電壓越上限問題而停留在4區(qū)。

(5) 需下調(diào)功率因數(shù)工況。10區(qū)電壓在正常范圍內(nèi)，功率因數(shù)超標(biāo)，需向下調(diào)節(jié)功率因數(shù)。調(diào)節(jié)后分布式光伏發(fā)出的無功功率減少，可能進(jìn)入7區(qū)，也可能因分布式光伏發(fā)出的無功功率減少后面臨電壓越下限問題而停留在10區(qū)。

3 算例分析

在RT-LAB中建立了圖1所示典型分布式光伏接入配電網(wǎng)仿真模型，驗(yàn)證文中所提控制策略的有效性。分布式光伏裝機(jī)容量為500 kW，光伏逆變器功率因數(shù)可調(diào)范圍為超前0.9～滯后0.9，負(fù)荷有功功率400 kW，功率因數(shù)0.92，接入10 kV電網(wǎng)，線路為YJV22-3×185電纜線路，每千米電阻為0.099 Ω，每千米電抗為 0.105 Ω，每千米電納為0.34 mF。線路長度10 km，電網(wǎng)短路容量100 MV·A。實(shí)際分布式光伏工程中逆變器有功、無功控制多采用Modbus-RTU通信，通信周期在1 s左右，因此設(shè)置仿真模型中比例積分控制器控制周期為1 s。電壓控制策略1中比例積分控制器參數(shù)kp1，ki1，kp2，ki2分別為0.5，0.5，0.1和0.33，電壓控制策略2中比例積分控制器參數(shù)kp3，ki3，kp4，ki4分別為0.5，0.4，0.1和0.25，功率因數(shù)控制策略中比例積分控制器參數(shù)kp5，ki5分別為0.2和0.2。

3.1 單臺(tái)光伏逆變器

算例中的分布式光伏只有1臺(tái)500 kW逆變器，對文中所提控制策略進(jìn)行仿真驗(yàn)證。

(1) 電壓越上限。設(shè)置電壓控制目標(biāo)值上下限位1.03 p.u.和1.0 p.u.，在第14 s時(shí)出現(xiàn)電壓擾動(dòng)，電壓升高至1.08 p.u.。首先啟動(dòng)電壓控制策略1，降低光伏逆變器發(fā)出的無功功率至-242 kvar，此時(shí)電壓仍不滿足控制目標(biāo)要求，啟動(dòng)電壓控制策略2，降低光伏逆變器發(fā)出的有功功率至273 kW左右，電壓被控制在1.03 p.u.左右，調(diào)節(jié)過程耗時(shí)5 s左右。如圖7所示。

圖7 電壓越上限后的電壓和有功無功變化Fig. 7 Voltage, active power and reactive power when voltage exceeds the upper limit

(2) 電壓越下限。在第8 s時(shí)出現(xiàn)電壓擾動(dòng)，電壓跌落至0.96 p.u.，啟動(dòng)電壓控制策略1，增加光伏逆變器輸出的無功功率至192 kvar左右，此時(shí)電壓被控制在1 p.u.左右，調(diào)節(jié)過程耗時(shí)4 s左右。如圖8所示。

圖8 電壓越下限后的電壓和無功變化Fig. 8 Voltage and reactive power when voltage exceeds the lower limit

(3) 功率因數(shù)越上限。電壓在正常范圍內(nèi)，設(shè)置功率因數(shù)目標(biāo)值為1(-1)，即控制光伏逆變器發(fā)出的無功功率等于負(fù)荷消耗的無功功率，在第12 s時(shí)功率因數(shù)從1跌落至0.06，啟動(dòng)功率因數(shù)控制策略，增加光伏發(fā)出的無功功率至142 kvar，將功率因數(shù)重新控制為1，調(diào)節(jié)過程耗時(shí)9 s左右。如圖9所示。

圖9 功率因數(shù)越上限后的功率因數(shù)和無功變化Fig. 9 Power factor and reactive power when power factor exceeds the upper limit

(4) 功率因數(shù)越下限。當(dāng)光伏輸出的有功功率大于負(fù)荷，則會(huì)出現(xiàn)潮流流向電網(wǎng)的現(xiàn)象，此時(shí)功率因數(shù)為負(fù)值。在第9 s時(shí)功率因數(shù)從-1跌落至-0.91，啟動(dòng)功率因數(shù)控制策略，降低光伏逆變器發(fā)出的無功功率至-174 kvar左右，功率因數(shù)恢復(fù)到-1左右。如圖10所示。

圖10 功率因數(shù)越下限后的功率因數(shù)和無功變化Fig.10 Power factor and reactive power when power factor exceeds the lower limit

3.2 2臺(tái)光伏逆變器并聯(lián)運(yùn)行

算例中的分布式光伏由1臺(tái)200 kW和1臺(tái)300 kW逆變器并聯(lián)運(yùn)行，逆變器功率因數(shù)可調(diào)范圍為超前0.9～滯后0.9，即1號(hào)和2號(hào)光伏逆變器無功分別在-97～97 kvar和-144～144 kvar范圍內(nèi)可調(diào)，對文中所提控制策略進(jìn)行仿真驗(yàn)證。

(1) 電壓越上限。出現(xiàn)電壓擾動(dòng)后，首先啟動(dòng)無功-電壓控制策略，降低1號(hào)和2號(hào)光伏逆變器發(fā)出的無功功率，所需降低的總無功功率按逆變器額定容量在1號(hào)和2號(hào)光伏逆變器間等比例分配，即1號(hào)光伏逆變器降低的無功功率是2號(hào)光伏逆變器降低的無功功率的2/3。當(dāng)1號(hào)和2號(hào)光伏逆變器無功出力分別降低至-97 kvar和-144 kvar時(shí)，電壓仍不滿足控制目標(biāo)要求，啟動(dòng)有功-電壓控制策略，所需降低的總有功功率按逆變器額定容量在1號(hào)和2號(hào)光伏逆變器間等比例分配，即1號(hào)光伏逆變器降低的有功功率是2號(hào)光伏逆變器降低的有功功率的2/3，當(dāng)1號(hào)和2號(hào)光伏逆變器發(fā)出的有功功率分別降低至109 kW和164 kW左右時(shí)，電壓被控制在1.03 p.u.左右。如圖11所示。

圖11 電壓越上限后電壓和2臺(tái)逆變器有功無功變化Fig.11 Voltage, active power and reactive power of two inverters when voltage exceeds the upper limit

(2) 功率因數(shù)越下限。功率因數(shù)跌落后，啟動(dòng)功率因數(shù)控制策略，降低1號(hào)和2號(hào)光伏逆變器發(fā)出的無功功率，所需降低的總無功功率按逆變器額定容量在1號(hào)和2號(hào)光伏逆變器間等比例分配，當(dāng)1號(hào)和2號(hào)光伏逆變器無功出力分別降低至-69 kvar和-105 kvar左右時(shí)，功率因數(shù)恢復(fù)到-1左右。如圖12所示。

圖12 功率因數(shù)越下限后功率因數(shù)和2臺(tái)逆變器無功變化Fig. 12 Power factor and reactive power of two inverters when power factor exceeds the lower limit

電壓越下限和功率因數(shù)越上限的情況，與3.1節(jié)中仿真分析結(jié)果類似。

4 結(jié)論

文中分析了分布式光伏并網(wǎng)的電壓和功率因數(shù)問題，設(shè)計(jì)了考慮并網(wǎng)點(diǎn)正反向無功潮流的分布式光伏電壓-功率因數(shù)協(xié)調(diào)控制策略，算例分析驗(yàn)證了控制策略的有效性。所設(shè)計(jì)的分布式光伏電壓-功率因數(shù)協(xié)調(diào)控制策略能夠充分利用分布式光伏的有功、無功調(diào)節(jié)能力，較好地解決了并網(wǎng)點(diǎn)電壓越限和用戶功率因數(shù)超標(biāo)問題，對提高配電網(wǎng)接納分布式光伏的能力具有一定的促進(jìn)作用。

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趙偉然

趙偉然(1987—)，男，河南許昌人，碩士，工程師，從事新能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)研究工作(E-mail：zhaoweiran@epri.sgcc. com.cn)；

汪海蛟(1988—)，男，河南新鄉(xiāng)人，博士，工程師，從事新能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)研究工作；李光輝(1984—)，男，天津人，碩士，高級(jí)工程師，從事新能源發(fā)電并網(wǎng)和運(yùn)行控制技術(shù)研究工作；

何國慶(1981—)，男，江西南昌人，碩士，高級(jí)工程師，從事新能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)研究工作；

孫 健(1981—)，男，黑龍江勃利人，博士，高級(jí)工程師，從事新能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)研究工作。

(編輯錢 悅)

VoltageandPowerFactorCoordinationControlforDistributedPhotovoltaicIntegration

ZHAO Weiran1, WANG Haijiao1, LI Guanghui1, HE Guoqing1, SUN Jian2

(1. State Key Laboratory of Operation and Control of Renewable Energy&Storage Systems( China Electric Power Research Institute), Beijing 100192, China;2. State Grid Beijing Electric Power Company, Beijing 100031, China)

To deal with the problem of voltage and power factor exceeding limits caused by distributed PV integration, an improved voltage and power factor coordination control strategy of distributed PV is proposed. The strategy includes voltage control strategy and power factor control strategy, voltage control strategy regulates the voltage of integration by controlling PV reactive power firstly and reducing PV reactive power when PV reactive power reach lower limit, power factor control strategy regulates reactive power of PV and power factor of the point of common coupling, proportional integral controller is designed for two control strategies. Finally, an example is given to demonstrate the effectiveness of the proposed control strategy in a RT-LAB simulation environment.

distributed PV; voltage control; power factor control; proportional integral control

TM615;TM712

A

2096-3203(2017)06-0020-07

2017-06-25；

2017-07-28

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2017YFB0903300);國家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目(分布式光伏發(fā)電集群運(yùn)行調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)研究)