分布式电源调控方法及调试技术分析

何明宇

【摘  要】随着国家的发展，对能源的消耗不断增大，能源紧缺、环境污染、气候恶化等问题的日益严峻，加快开发利用可再生能源已成为国际社会的共识，大力发展可再生能源已成为我国的重要能源战略措施。中国作为世界上能源消耗量和需求量都非常大的发展中国家，政府高度重视能源产业结构调整，大力发展可再生清洁能源。

【关键词】分布式电源调控;调试技术

引言

随着近年来分布式电源的迅速普及，其在电网中的比重也越来越大。而对于配电网，分布式电源的接入将会带来一系列问题。

1配电网分布式协同电能质量治理控制策略研究

在主动配电网体系下，依据全局优化、分层协同、区域自治的原则，研究基于主导节点的智能区域分割技术，进而基于弱通信交互的分布式协同电能质量治理控制策略，全面提升配电网的电能质量指标。主动配网体系下，各类电能质量治理设备种类繁多，包括各类分布式电源、配变无功补偿、有载调压配变、有源滤波器、电抗器等，研究主动配电网下电能质量治理设备标准通信规约，依托统一标准规范，进而实现对配电网电能质量治理设备的综合管理和协调控制。

1.1控制策略

基于三级协调的配电网无功电压优化方法，主要涉及10kV无功补偿设备控制、10kV线路调压器控制、配变低压无功补偿控制等方面，每层控制时都需要考虑其对电压和无功造成的影响。配电网电压预算的方法是自下而上的判断，电压校正控制是自上而下的策略，并按照下述原则进行控制：电压超过限制时，启动电压校正功能，并对负荷波动变化情况进行分析，生成相应的遥控命令。电压校正实时控制流程图如图1所示。

1.2ConsistentHashing分布式算法

考虑对于多台计算机的分布式计算，在每台工作站上实现负载平衡，在增加计算节点和节点故障退出的情况下能维持系统的稳定，确保系统的不间断运行。系统在分布式任务分配上采用ConsistentHashing算法，确定统一的Hash函数，确保Hash值在0-2之间。首先对各个工作站节点的哈希值进行计算，配置到0-2圆上，然后使用相同的方法将计算群落键的哈希值计算出来，并将其映射至圆上，再根据映射位置进行查找，找到第一个节点后对数据进行保存。如图2所示。

考虑对图2的圆增加一台工作站（节点），只会影响新增节点逆时针方向的计算群落，对键的重新分布造成了非常大的抑制，维持了计算体系的稳定性。接入分布计算节点如图3所示。考虑到一般的Hash函数，节点映射地点分布情况不均匀，所以各工作站按其计算能力申请了100～200个虚拟节点。可以使分布不均匀的情况得到抑制。增加工作站时，在新工作站上分配的数据实际来自多台工作站，而有工作站故障退出时，其负荷也会分担到多个工作站上。ConsistentHashing算法可以确保在工作节点数量变更时能自如适应，实现计算任务的负载均衡，而不会导致计算任务的大批量重新分配。因此，分布式电源接入的主动配电网电能质量治理大数据挖掘技术，旨在确立分布式电源接入的主动配网电能质量治理所需的数据，如节点电压、負荷状态、分布式电源出力、潮流、谐波含量等，掌握不良数据检测、辨识及修正机理;综合考虑分层分区电压控制及功率特性、无功控制装置动作特性等，考虑分布式电源、负荷的波动规律和随机性，构建主动配网电能质量治理信息数据库。在主动配电网体系下，依据全局优化、分层协同、区域自治的原则，研究基于主导节点的智能区域分割技术，进而研究基于弱通信交互的分布式协同电能质量治理控制策略，全面提升配电网的电能质量指标。

2分布式电源调试技术的应用

2.1分布式电源调试技术的原理

分布式电源接入的主动配网电能质量治理大数据挖掘技术研究，是确立主动配网电能质量治理所需的

数据，构建主动配网电能质量治理信息数据库，为电能质量综合治理技术的研究提供基础和依据。主动配电网分布式协同电能质量治理控制策略，研究基于主导节点的智能区域分割技术，进而研究基于弱通信交互的分布式分区协同电能质量治理控制策略，是电能质量综合治理技术的实现手段。主动配电网电能质量治理设备标准通信规约的研究，实现了主动配网下的电能质量治理设备的综合统一管理，依托统一标准规范，才能实现对配电网电能质量治理设备的综合管理和协调控制。主动配电网分布式智能控制装置研发及其应用示范，基于主动配电网分布式协同控制策略，开发分布式智能控制装置，利用这些装置才能实现分层分区架构下，分布式光伏、小水电等多种分布式电源接入的电能质量综合治理，满足主动配电网对生产管理、电能质量提升、降损节能等各方面的要求。同时，根据工程应用的实际建设和运行管理经验制定相关规范，以验证研发装置的有效性。

2.2分布式电源调试技术的具体步骤

通过调研的形式，为该项目的开展提供基础资料;在已掌握的技术基础上，进一步进行工程应用研究，包括硬件设备的关键技术，基础理论研究，以及上层数据平、控制系统的建设研究;最终形成完整的系统体系，并建设一套立体的基于多智能技术的电能智能动态治理控制系统。具体步骤如下：（1）进行调研，掌握区域配电网损耗、功率平衡与节能控制的现状。（2）进行硬件设备的研究，包括电力电子电路拓扑的结构研究、控制方法研究、电路器件选型研究，并试制样机，进行实验室的试验测试研究。（3）安排专门人员对硬件设备的关键技术与制造技术研究。硬件设备应能适应电力系统的各种工况，符合电磁兼容性要求。同时，具备人机界面及与自动化系统接口技术的研究，明确分散控制与中央控制间的相互关系。（4）对上层数据平台和控制系统的关键技术进行研究，充分结合现代通信技术、计算机技术、网络技术，实现系统可观测（能监测所有设备的状态）、可控制（能控制所有设备）、完全自动化（可自适应并实现自愈）和系统综合优化平衡，从而使电力系统更加清洁、高效、安全、可靠。在控制过程中，先将分布式电源根据控制量及数据类型进行分层，然后建立不同层和同层之间控制量间的联动协调策略，同时控制量隶属于具体的分布式电源发电设备，达到协调控制的目的。整个系统同时具备了负荷预测、数据采集、协调优化控制、发电功率预测等功能，实现了综合评价报告、协调控制、运行状态监视、数据挖掘、负荷预测等高级应用功能，保证了分布式电源的安全运行。

结语

本文以配电网分布式协同电能质量治理控制策略研究，分布式电源调试技术的应用进行分析。

参考文献：

[1]刘健，张志华，黄炜，魏昊焜.分布式电源接入对配电网故障定位及电压质量的影响分析[J].电力建设，2018，36（1）：115-121.

[2]陈国恩，张磊，王跃强.分布式电源智能调控系统研究与实践[J].电气技术，2017（3）：90-93.

（作者单位：国网太原供电公司）