魏昊焜 ，劉 健 ，高 慧

（1.西安理工大學(xué) 自動(dòng)化與信息工程學(xué)院，陜西 西安 710048；2.國(guó)網(wǎng)陜西電力科學(xué)研究院，陜西 西安 710054；3.國(guó)網(wǎng)西安供電公司，陜西 西安 710032）

0 引言

隨著技術(shù)的進(jìn)步和政策的扶持，我國(guó)分布式發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，分布式光伏發(fā)電的發(fā)展尤其迅猛，截至2015年底，我國(guó)分布式光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到6.06 GW，其中新增1.39 GW，同比增長(zhǎng)29.8%［1］。分布式發(fā)電產(chǎn)業(yè)的快速增長(zhǎng)，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著良好的推動(dòng)作用，但同時(shí)也給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了隱患。由于分布式電源（DG）裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量的比例仍然較低，對(duì)主網(wǎng)的影響仍十分有限，但對(duì)局部配電網(wǎng)的影響日益突出。DG的接入對(duì)配電網(wǎng)的影響［2］主要表現(xiàn)在電能質(zhì)量［3-4］、繼電保護(hù)［5］和可靠性［6］等方面。 由于 DG 一般經(jīng)過(guò)升壓變壓器并網(wǎng)，因此其諧波影響問(wèn)題并不突出；由于DG容量不大且多為逆變器或異步機(jī)并網(wǎng)型，因此其對(duì)短路電流和繼電保護(hù)的影響較小也容易應(yīng)對(duì)；影響DG消納的關(guān)鍵在于因其引起的電壓偏高問(wèn)題，因此應(yīng)對(duì)DG接入對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響、提高其消納能力成為當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

文獻(xiàn)［7-8］通過(guò)對(duì)電源、負(fù)荷和配電網(wǎng)的主動(dòng)協(xié)調(diào)控制和管理提高配電網(wǎng)對(duì)DG的消納能力，為提高配電網(wǎng)對(duì)DG的消納能力提供了一種可行的解決方案，是未來(lái)配電網(wǎng)的發(fā)展方向之一。但該控制技術(shù)依賴高速可靠的通信和先進(jìn)的計(jì)量設(shè)施，而我國(guó)配電網(wǎng)的信息化建設(shè)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，短期內(nèi)難以滿足要求。另外，過(guò)分依賴高速可靠的通信通道，也會(huì)使配電網(wǎng)十分脆弱而不夠安全可靠?；谂潆娋W(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀，采取簡(jiǎn)單有效的措施以提高配電網(wǎng)對(duì)DG的消納能力顯得十分必要和迫切。

本地控制技術(shù)是根據(jù)接入點(diǎn)的電氣量對(duì)配電網(wǎng)中的可控元件進(jìn)行就地控制的技術(shù)，因不進(jìn)行多個(gè)對(duì)象的協(xié)調(diào)控制而不依賴通信手段（甚至可以不建設(shè)通信通道），僅在控制點(diǎn)加裝本地控制組件即可?，F(xiàn)階段，對(duì)配電網(wǎng)中DG實(shí)施有效的本地控制是提高配電網(wǎng)運(yùn)行水平和對(duì)DG消納能力的切實(shí)可行的解決方案。

國(guó)外許多學(xué)者已經(jīng)展開(kāi)了含DG配電網(wǎng)的本地電壓控制研究。文獻(xiàn)［9］對(duì)基于逆變器并網(wǎng)的DG的本地電壓控制展開(kāi)研究，建立兩自由度的控制器動(dòng)態(tài)模型，可使DG具有不間斷電源的運(yùn)行特性。文獻(xiàn)［10］提出一種電壓自適應(yīng)控制器以實(shí)現(xiàn)含光伏發(fā)電配電網(wǎng)的本地電壓控制，并通過(guò)電磁仿真驗(yàn)證所提方法的有效性。文獻(xiàn)［11］針對(duì)高滲透率分布式光伏接入的配電網(wǎng)，提出了基于熱泵式熱水器的本地電壓控制策略。文獻(xiàn)［12］提出基于光伏發(fā)電和儲(chǔ)能的本地電壓控制技術(shù)，通過(guò)控制儲(chǔ)能的充放電和光伏的棄光來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓的控制目標(biāo)。但現(xiàn)有的研究大多基于儲(chǔ)能裝置，這會(huì)大幅增加建設(shè)成本，使得方案的經(jīng)濟(jì)可行性較低。因此，簡(jiǎn)單有效的本地控制策略還有必要進(jìn)一步深入研究。

1 DG接入對(duì)配電網(wǎng)局部電壓的影響

不失一般情況，考慮配電網(wǎng)主饋線如圖1（a）所示，圖中 0、1、2、…、i、j、k、…、n 為節(jié)點(diǎn)序號(hào)，節(jié)點(diǎn) 0代表母線，設(shè)于j點(diǎn)接入DG，i和k分別為其上游和下游相鄰的無(wú)DG接入的節(jié)點(diǎn)，沿線電壓幅值分布如圖 1（b）所示。

設(shè)母線額定電壓為UN，ΔUy為綜合考慮DG和負(fù)荷時(shí)節(jié)點(diǎn)較母線的電壓變化幅值為負(fù)荷在節(jié)點(diǎn)y和z之間造成的電壓降落幅值為DG在節(jié)點(diǎn)y和z之間造成的電壓升高幅值。由于實(shí)際負(fù)荷的功率因數(shù)較高，因此總是引起電壓幅值降落，即可以認(rèn)為有由于DG引起的電壓幅值升高是限制其接入容量的瓶頸，因此分析中僅考察其引起電壓幅值升高的情形，也即

圖1 DG接入位置及電壓偏差示意圖Fig.1 DG integration location and voltage deviation

因此，節(jié)點(diǎn)k的電壓偏差可表示為：

節(jié)點(diǎn)j的電壓偏差可表示為：

其中為節(jié)點(diǎn)j下游的負(fù)荷在母線和節(jié)點(diǎn)j之間造成的電壓降落幅值。

由于 ΔUj＞0，因此有：

其中，L0j為母線到節(jié)點(diǎn) j的距離；Δu（j，n）為 DG 與節(jié)點(diǎn)j下游的負(fù)荷在母線和節(jié)點(diǎn)j之間造成的單位長(zhǎng)度電壓降落幅值。則有：

節(jié)點(diǎn)i的電壓偏差可表示為：

其中，Lij為節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間的距離。

綜上所述，當(dāng)配電網(wǎng)中存在電壓越上限風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，DG接入點(diǎn)的電壓最高。

將配電網(wǎng)中負(fù)荷看作恒功率節(jié)點(diǎn)，則配電網(wǎng)為線性系統(tǒng)。于是，對(duì)于饋線上接入多個(gè)DG的情形，根據(jù)疊加定理［13］，各個(gè)DG接入點(diǎn)的電壓抬升作用最大，沿線在各個(gè)DG的接入點(diǎn)形成多個(gè)［13］電壓極大值點(diǎn)，只需要消除DG接入點(diǎn)處電壓偏差越上限的狀況，即可消除整個(gè)配電網(wǎng)電壓偏差越上限的狀況，這為DG的本地電壓控制可行性提供了理論基礎(chǔ)。

2 本地電壓控制策略

DG并網(wǎng)方式可以分為電力電子逆變器接口和常規(guī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)接口，由于前者性能更加優(yōu)越，所以目前主要并網(wǎng)裝置是并網(wǎng)逆變器［14］，其輸出有功功率通常采用最大功率點(diǎn)追蹤（MPPT）控制，而無(wú)功功率通常采用脈寬調(diào)制（PWM）控制，控制方式可以分為恒功率因數(shù)、恒電壓、有功和無(wú)功解耦控制3類［15］。并網(wǎng)逆變器靈活的控制方式為實(shí)現(xiàn)本地電壓控制提供了極大便利。

2.1 本地電壓控制策略

本地電壓控制策略只需針對(duì)較大容量的DG即可，不必借助通信網(wǎng)絡(luò)和協(xié)調(diào)控制，而僅僅根據(jù)DG本地采集到的接入點(diǎn)實(shí)時(shí)電壓信息，對(duì)其輸出的無(wú)功功率或有功功率進(jìn)行本地調(diào)節(jié)，以滿足輕載或重載條件下的電壓偏差不致越限的要求。

由于調(diào)節(jié)無(wú)功功率對(duì)電壓幅值的調(diào)節(jié)效果比較明顯，而且為了充分利用自然資源提供有功功率和保護(hù)DG業(yè)主的利益，本地控制宜在保證有功功率的前提下，在剩余容量允許的范圍內(nèi)優(yōu)先調(diào)節(jié)DG的無(wú)功功率，在無(wú)功功率調(diào)節(jié)到剩余容量極限還不能解決電壓偏差問(wèn)題（或該DG只能提供有功功率）的情況下，再對(duì)DG的有功功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。為了避免各個(gè)DG之間出現(xiàn)無(wú)功振蕩現(xiàn)象，并且考慮到影響DG消納能力的主要矛盾是接入點(diǎn)電壓越上限問(wèn)題，因此本地控制中只考慮令各個(gè)DG根據(jù)需要適當(dāng)提供容性無(wú)功功率支撐，即QDG＜0。

本文所提出的控制策略按固定時(shí)間間隔對(duì)DG的出力進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)接入點(diǎn)電壓越上限時(shí)進(jìn)行無(wú)功功率調(diào)節(jié)并在有必要時(shí)配合以有功功率調(diào)節(jié)以消除電壓越限；當(dāng)接入點(diǎn)不出現(xiàn)電壓越上限時(shí)，計(jì)算該點(diǎn)實(shí)時(shí)可繼續(xù)接納的DG的有功功率，并釋放相應(yīng)的受限上網(wǎng)出力以實(shí)現(xiàn)最大化接納DG；另外在電壓不越限的條件下調(diào)節(jié)并網(wǎng)的無(wú)功功率，以減小DG無(wú)功功率帶來(lái)的損耗并釋放無(wú)功功率所占用的并網(wǎng)逆變器容量。

2.2 本地?zé)o功控制與本地有功控制

2.2.1 本地?zé)o功功率調(diào)節(jié)

（1）電壓越限時(shí)的本地?zé)o功功率調(diào)節(jié)。

設(shè)節(jié)點(diǎn)m處DG當(dāng)前的無(wú)功功率輸出為QDG，m，該處觀測(cè)到的電壓偏差為 ΔUm%（ΔUm%=（Um-UN）÷UN×100%，Um為節(jié)點(diǎn)m處測(cè)量電壓），則當(dāng)ΔUm%越上限和越下限時(shí)，可對(duì)該DG的無(wú)功功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。

以ΔUm%越上限的情形為例進(jìn)行分析，由疊加定理可知，調(diào)整后的電壓偏差為：

其中，ΔQDG，m為節(jié)點(diǎn)m處DG的無(wú)功調(diào)節(jié)量；Xi為第i段線路的電抗值。

期望則最小無(wú)功調(diào)節(jié)量為：

其中對(duì)于給定的配電網(wǎng)，a和c都是常量；Um可直接測(cè)量得到。

本輪調(diào)節(jié)后，該DG的無(wú)功功率出力為：

其中，上標(biāo)〈k〉和〈k+1〉分別表示第k輪和第k+1輪調(diào)節(jié)；α為范圍為0～1的參數(shù)，用來(lái)防止過(guò)于劇烈的調(diào)整。

若QDG，m超過(guò)了DG的能力，即：

則令：

其中，Qm，max為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)m處DG所能提供的最大無(wú)功功率；Sm為該DG的容量；Pm，max為最大功率點(diǎn)跟蹤方式下該DG的有功出力。

為了避免DG間無(wú)功振蕩，可采取避免DG發(fā)出容性無(wú)功功率的措施，即若 QDG，m＞0，則令：

DG的無(wú)功功率對(duì)于減少電壓偏差的作用可以根據(jù)式（6）計(jì)算得出，但尚未調(diào)整到位，剩余部分電壓偏差需要調(diào)節(jié)有功功率來(lái)配合完成。

（2）電壓處于正常范圍時(shí)的本地?zé)o功功率調(diào)節(jié)。

若（ε為給定的極小值），則不進(jìn)行無(wú)功功率調(diào)節(jié)；否則，根據(jù)當(dāng)前量測(cè)數(shù)據(jù)和當(dāng)前電壓與電壓上限的差，由式（7）計(jì)算出 ΔQDG，m，按照式（8）—（11）調(diào)節(jié)DG的無(wú)功功率輸出。

2.2.2 本地有功功率調(diào)節(jié)

（1）電壓偏差越限時(shí)的本地有功功率調(diào)節(jié)。

設(shè)節(jié)點(diǎn)m處DG當(dāng)前的有功功率輸出為PDG，m，該處觀測(cè)到的電壓偏差為ΔUm%，與無(wú)功控制的推導(dǎo)過(guò)程類似，可得最小有功調(diào)節(jié)量為：

本輪調(diào)節(jié)后，該DG的有功功率出力為：

其中，β為范圍為0～1的參數(shù)，作用同式（8）中的α。該DG的有功功率出力能力范圍為：

若PDG，m超過(guò)了DG的最大或最小有功出力能力，則令 PDG，m=Pm，max或 PDG，m=0。

（2）電壓處于正常范圍時(shí)的本地有功功率調(diào)節(jié)。

為了充分利用清潔能源，當(dāng)電壓處于正常范圍時(shí)，若還有繼續(xù)增大DG有功功率輸出的潛力，則應(yīng)調(diào)節(jié)DG接入電網(wǎng)的有功功率，盡量發(fā)揮其潛力。

為了保證調(diào)節(jié)后的電壓仍滿足要求，增大的有功功率不應(yīng)該超過(guò)根據(jù)實(shí)時(shí)觀測(cè)信息由式（12）所得的ΔPDG，m，由此可得該DG的有功功率出力為：

其中，ΔPp為該DG可增大的有功功率；β與式（13）中相同，亦可根據(jù)實(shí)際情況選取不同的值。

2.3 本地電壓控制的實(shí)現(xiàn)

配電網(wǎng)中若在多處DG并網(wǎng)點(diǎn)處安裝本地電壓控制裝置，各處本地控制裝置各自以固定的時(shí)間間隔自動(dòng)執(zhí)行，各本地控制裝置之間無(wú)需同步。本地電壓控制裝置的單輪控制流程如圖2所示。在一輪本地控制啟動(dòng)后，若監(jiān)測(cè)到電壓越上限，則優(yōu)先執(zhí)行該輪電壓偏差越限時(shí)的本地?zé)o功功率控制，若仍存在越限，則執(zhí)行該輪電壓偏差越限時(shí)的本地有功功率控制；若監(jiān)測(cè)到電壓越下限，則優(yōu)先執(zhí)行該輪電壓偏差越限時(shí)的本地有功功率控制，若仍存在越限，則執(zhí)行該輪電壓偏差越限時(shí)的本地?zé)o功功率控制；若監(jiān)測(cè)到電壓在正常范圍，則優(yōu)先執(zhí)行該輪電壓處于正常范圍時(shí)的本地有功功率控制，若則執(zhí)行該輪本地?zé)o功功率控制。如此反復(fù)進(jìn)行，不斷跟蹤DG出力變化和負(fù)荷變化，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。

圖2 單輪本地電壓控制流程圖Fig.2 Flowchart of local voltage control as single round

值得注意的是，在消除電壓越上限時(shí)，由式（7）所求得的是實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的最小調(diào)節(jié)量，在實(shí)際應(yīng)用中為了保證控制的穩(wěn)定性和魯棒性，控制目標(biāo)應(yīng)略低于配電網(wǎng)運(yùn)行要求的電壓上限值。另外，實(shí)際應(yīng)用中可同時(shí)加入積分環(huán)節(jié)以增加控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3 算例分析

本文采用IEEE 33節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)為算例，驗(yàn)證所提出本地電壓控制策略的有效性。IEEE 33節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示，有32條支路，網(wǎng)絡(luò)首端電壓為 12.66kV，總負(fù)荷為（3.715+j2.300）MV·A，負(fù)荷大致均勻分布于各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，詳細(xì)參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)［16］。主饋線和分支饋線上接入的各DPV額定容量分別為0.75 MWp和0.6 MWp。在計(jì)算中采用標(biāo)幺制，基準(zhǔn)容量為1 MV·A，基準(zhǔn)電壓為12.66 kV。電壓偏差上下限標(biāo)準(zhǔn)要求為±7%［17］，參數(shù)α和β取為0.8，ε取為1×10-4，考慮到調(diào)節(jié)的裕度取為6.5%，取為-6.5%，本地控制時(shí)間間隔取為5 s。

圖3 測(cè)試系統(tǒng)拓?fù)鋱DFig.3 Topology of test system

計(jì)算式（7）和式（12）中的參數(shù)得到各分布式光伏的控制參量如表1所示。

表1 控制參量Table 1 Control parameters

為了更好地驗(yàn)證所提的控制策略，選取電網(wǎng)運(yùn)行中4種典型的配電網(wǎng)狀態(tài)變化情景，如表2所示（表中數(shù)據(jù)均為標(biāo)幺值）。系統(tǒng)初始狀態(tài)中，各節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷為IEEE 33節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)原始數(shù)據(jù)，各處DPV出力均為0.55 MW，此時(shí)無(wú)電壓越限，系統(tǒng)中電壓最高處電壓為1.06 p.u.。情景1與初始狀態(tài)相比，負(fù)荷不變，但因云移動(dòng)露出太陽(yáng)，光照迅速增強(qiáng)，主饋線各DPV最大可用有功出力為0.725 MW，分支饋線各DPV最大有功出力為0.6 MW；情景2反映云移動(dòng)再次遮住太陽(yáng)，即在情景1的基礎(chǔ)上恢復(fù)到系統(tǒng)初始狀態(tài)；情景3與初始狀態(tài)相比，僅負(fù)荷等比例減小，各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷減小為原來(lái)的70%；情景4在情景3的基礎(chǔ)上恢復(fù)為系統(tǒng)初始狀態(tài)。

表2 4種典型情景的參數(shù)Table 2 Parameters of 4 typical scenarios

3.1 情景1——DPV出力增加

此情形下各處DPV出力較大而負(fù)荷較輕，配電網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)電壓將處于較高的水平，本地控制器將調(diào)節(jié)光伏并網(wǎng)逆變器的出力以消除過(guò)大的電壓偏差。仿真顯示主要是DPV-13（節(jié)點(diǎn)13處分布式光伏發(fā)電及并網(wǎng)裝置，下同）、DPV-15和DPV-16處觸發(fā)本地調(diào)節(jié)，經(jīng)過(guò)15輪調(diào)節(jié)后系統(tǒng)基本趨于穩(wěn)定，22輪后系統(tǒng)穩(wěn)定，調(diào)節(jié)過(guò)程如圖4所示。

圖4 情景1的調(diào)節(jié)過(guò)程Fig.4 Regulation process of Scenario 1

控制穩(wěn)定后，DPV-13、DPV-15和DPV-16處有功出力分別為0.725 MW、0.725 MW和0.6915 MW，無(wú)功出力分別為-0.192 0 Mvar、-0.192 0 Mvar和-0.26517 Mvar。在調(diào)整過(guò)程中，電壓的變化曲線如圖5所示，圖中電壓為標(biāo)幺值。

圖5 情景1的電壓調(diào)整曲線Fig.5 Voltage regulation curves of Scenario 1

為了研究參數(shù)α和β對(duì)控制系統(tǒng)性能的影響，分別對(duì)α和β同時(shí)取1.0、0.9、0.7和0.6的情況進(jìn)行仿真。α和β取值為1.0時(shí)，系統(tǒng)不能趨于穩(wěn)定，其他取值時(shí)DPV-15的電壓變化情況如圖6所示，圖中電壓為標(biāo)幺值。由圖6中曲線可看出，當(dāng)α和β取值較小時(shí)，系統(tǒng)電壓振蕩的幅值較小且能較快趨于穩(wěn)定，所以α和β的取值不宜過(guò)大。

由以上結(jié)果可知：①僅部分DPV啟動(dòng)并進(jìn)行了本地控制；②在本地控制的調(diào)節(jié)過(guò)程中，DPV出力和電壓存在起伏，最終趨于平穩(wěn)；③穩(wěn)定后，DPV-16的有功出力受限。

3.2 情景2——DPV出力減小

圖6 不同α和β取值時(shí)DPV-15的電壓調(diào)整曲線Fig.6 Voltage regulation curves of DPV-15 for different values of α and β

通過(guò)情景1的調(diào)節(jié)后，DPV-16的有功出力受限，一段時(shí)間后，由于光照條件的限制，各DPV最大可用出力降低為0.55 MW，各DPV的有功出力被動(dòng)減少，因此配電網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)電壓會(huì)有所降低，此時(shí)，觸發(fā)DPV-13、DPV-15和DPV-16的本地控制，7輪調(diào)節(jié)后穩(wěn)定，調(diào)節(jié)過(guò)程如表3所示（表中數(shù)據(jù)均為標(biāo)幺值）。穩(wěn)定后系統(tǒng)狀態(tài)恢復(fù)到初始狀態(tài)，各處DPV并網(wǎng)裝置不再向配電網(wǎng)提供無(wú)功功率，電壓也在允許范圍內(nèi)?？梢?jiàn)，所提算法可以在電壓越限狀況緩解時(shí)有效地釋放DPV的無(wú)功出力。

表3 情景2下相關(guān)DPV的無(wú)功出力Table 3 Reactive power output of DPVs in Scenario 2

為了研究參數(shù)α對(duì)控制系統(tǒng)性能的影響，分別對(duì)不同α下系統(tǒng)穩(wěn)定需要的調(diào)節(jié)輪次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表4所示。可見(jiàn)，隨著α取值的減小，所需要的調(diào)節(jié)輪次數(shù)目大幅增長(zhǎng)，所以在實(shí)際應(yīng)用中α取值也不宜過(guò)小。綜合場(chǎng)景1中的分析可知，α和β的取值既不宜過(guò)大，也不宜過(guò)小，對(duì)于本文所研究的系統(tǒng)，α、β 取值為 0.6～0.8 時(shí)控制系統(tǒng)性能較好。

表4 情景2下系統(tǒng)穩(wěn)定所需要的輪次Table 4 Number of rounds needed for system stabilization in Scenario 2

3.3 情景3和情景4——負(fù)荷變化

當(dāng)負(fù)荷減小后，配電網(wǎng)電壓將會(huì)升高，從而使節(jié)點(diǎn)15和節(jié)點(diǎn)16出現(xiàn)電壓越上限的情況，觸發(fā)相應(yīng)的本地控制，經(jīng)10輪調(diào)節(jié)后系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，調(diào)節(jié)過(guò)程見(jiàn)圖7（a）。系統(tǒng)穩(wěn)定后，DPV-15和DPV-16的無(wú)功出力分別為 -0.0043 Mvar和 -0.0500 Mvar。

圖7 情景3和情景4的無(wú)功功率調(diào)節(jié)過(guò)程Fig.7 Reactive power regulation process of Scenario 3 and 4

通過(guò)情景3的調(diào)節(jié)后，DPV-16處需要吸收配電網(wǎng)中的部分無(wú)功功率才能保持電壓不越限。當(dāng)負(fù)荷增大時(shí)，配電網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)電壓會(huì)有所降低，這將觸發(fā)DPV-16處的本地控制觸發(fā)，使DPV-16無(wú)功出力降為0，系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)，6輪調(diào)節(jié)后系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，調(diào)節(jié)過(guò)程如圖7（b）所示?？梢?jiàn)，系統(tǒng)負(fù)荷增大和DPV有功受限一樣，都可以使系統(tǒng)電壓降低，緩解配電網(wǎng)電壓越上限的壓力，釋放DPV的無(wú)功出力。

可見(jiàn)，在負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)所提的本地電壓控制策略也能有效地消除配電網(wǎng)中電壓越上限的問(wèn)題。

4 結(jié)論

本文提出了一種DG的本地電壓控制策略，并進(jìn)行了算例研究，得出主要結(jié)論如下：

a.含DG接入的配電網(wǎng)中，DG接入點(diǎn)處出現(xiàn)電壓極大值點(diǎn)，僅需在接入點(diǎn)加裝本地電壓控制裝置，即可消除配電網(wǎng)中的電壓越上限問(wèn)題；

b.DG所需調(diào)節(jié)的無(wú)功功率出力和有功功率出力與實(shí)時(shí)觀測(cè)到的電壓偏差呈線性關(guān)系；

c.所建議的DG有功功率調(diào)節(jié)和無(wú)功功率調(diào)節(jié)相結(jié)合的本地電壓控制策略，易于實(shí)現(xiàn)，能夠較好地消除電壓越限，并不依賴于通信通道的建設(shè)，具有較好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

［1］國(guó)家能源局.2015年光伏發(fā)電相關(guān)統(tǒng)計(jì)信息［EB／OL］.（2016-02-05）［2016-03-15］.http∶∥www.nea.gov.cn ／2016-02 ／05 ／c_135076636.htm.

［2］劉偉，彭冬，卜廣全，等.光伏發(fā)電接入智能配電網(wǎng)后的系統(tǒng)問(wèn)題綜述［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2009，32（19）：71-76.LIU Wei，PENG Dong，BU Guangquan，et al.A survey on system problems in smartdistribution network with grid-connected photovoltaic generation［J］.Power System Technology，2009，32（19）：71-76.

［3］許曉艷，黃越輝，劉純，等.分布式光伏發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響及電壓越限的解決方案［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2010，34（10）：140-146.XU Xiaoyan，HUANG Yuehui，LIU Chun，etal.Influenceof distributed photovoltaic generation on voltage in distribution network and solution of voltage beyond limits［J］.Power System Technology，2010，34（10）：140-146.

［4］劉健，黃煒.分布式光伏電源與負(fù)荷分布接近條件下的可接入容量分析［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2015，39（2）：299-306.LIU Jian，HUANG Wei.Analysis on grid-connectible capacity of distributed PV generation in case of PV generation distribution close to load distribution［J］.Power System Technology，2015，39（2）：299-306.

［5］劉健，林濤，同向前，等.分布式光伏電源對(duì)配電網(wǎng)短路電流影響的仿真分析［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2013，37（8）：2080-2085.LIU Jian，LIN Tao，TONG Xiangqian，et al.Simulation analysis on influences of distributed photovoltaic generation on shortcircuit current in distribution network［J］.Power System Technology，2013，37（8）：2080-2085.

［6］王震，魯宗相，段曉波，等.分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠性模型及指標(biāo)體系［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2011，35（15）：18-24.WANG Zhen，LU Zongxiang，DUAN Xiaobo，etal.Reliability model and indices of distributed photovoltaic power system ［J］.Automation of Electric Power Systems，2011，35（15）：18-24.

［7］范明天，張祖平，蘇傲雪，等.主動(dòng)配電系統(tǒng)可行技術(shù)的研究［J］.中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013，33（22）：12-18.FAN Mingtian，ZHANG Zuping，SU Aoxue，et al. Enabling technologies for active distribution systems［J］.Proceedings of the CSEE，2013，33（22）：12-18.

［8］尤毅，劉東，于文鵬，等.主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)及其進(jìn)展［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012，36（18）：10-16.YOU Yi，LIU Dong，YU Wenpeng，etal.Technologyand its trends of active distribution network［J］.Automation of Electric Power Systems，2012，36（18）：10-16.

［9］JAEHONG K，JUNGGI L，KWANGHEE N.Inverter-based local AC bus voltage control utilizing two DOF control［J］.IEEE Transactions on Power Electronics，2008，23（3）：1288-1298.

［10］TRAN-QUOC T，LE T M C，KIENY C，et al.Local voltage control of PVS in distribution networks［C］∥20th International Conference and Exhibition on Electricity Distribution-Part 1.Prague，Czech Republic：IET，2009：1-4.

［11］MUFARIS A L M，BABA J.Local control of heat pump water heaters for voltage control with high penetration of residential PV systems［C］∥IEEE 8th International Conference on Industrial and Information Systems.Peradeniya，Sri Lanka：IEEE，2013：18-23.

［12］VON A J，STETZ T，BRAUN M，et al.Local voltage control strategies for PV storage systems in distribution grids［J］.IEEE Transactions on Smart Grid，2014，5（2）：1002-1009.

［13］邱關(guān)源.電路［M］.5版.北京：高等教育出版社，2006：82-88.

［14］劉楊華，吳政球，涂有慶，等.分布式發(fā)電及其并網(wǎng)技術(shù)綜述［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2008，32（15）：71-76.LIU Yanghua，WU Zhengqiu，TU Youqing，et al.A survey on distributed generation and its networking technology［J］.Power System Technology，2008，32（15）：71-76.

［15］劉東冉，陳樹(shù)勇，馬敏，等.光伏發(fā)電系統(tǒng)模型綜述［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2011，35（8）：47-52.LIU Dongran，CHEN Shuyong，MA Min，etal.A review on models for photovoltaic generation system ［J］.Power System Technology，2011，35（8）：47-52.

［16］BARAN M E，WU F F.Network reconfiguration in distribution systems for loss reduction and load balancing ［J］.IEEE Transactions on Power Delivery，1989，4（2）：1401-1407.

［17］中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).電能質(zhì)量-供電電壓偏差：GB／T 12325—2008［S］.北京：中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢疫總局，2009.