← 返回
光伏逆变器与直流互联低压配电网中VSCs的协调功率控制策略
Coordinated Power Control Strategy of PV Inverters and VSCs in DC-Interconnected Low-Voltage Distribution Networks
| 作者 | Bo Zhang · Kaibo Kong · Lu Zhang · Qiming Zhang · Yongxiang Cai · Chunxue Zhao |
| 期刊 | IEEE Transactions on Industry Applications |
| 出版日期 | 2025年4月 |
| 技术分类 | 光伏发电技术 |
| 技术标签 | 光伏逆变器 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 低压配电网 光伏发电 协调控制策略 电压源换流器 功率损耗 |
语言:
中文摘要
高比例光伏发电(PV)的接入给低压配电网(LVDN)带来了诸多挑战,包括过电压、欠电压、高功率损耗和反向潮流等问题。由于灵活设备和直流互联技术具有传输容量大、功率调节灵活等优势,利用它们来解决这些问题已成为一种趋势。本文针对直流互联低压配电网中的光伏逆变器(PVI)和电压源换流器(VSC)提出了一种协调控制策略和参数设计方法。文中引入了一种改进的VSC功率控制策略,该策略借助弱通信信号实现互联VSC之间控制模式的切换,并通过本地下垂控制确定调节功率。此外,还开发了一种针对PVI和VSC的系统参数优化方法,旨在通过有效控制电压和减少冗余调节来降低网络损耗。通过在实际配电网中的仿真验证了所提方法的有效性,结果表明电压调节能力显著提升,功率损耗有所降低。研究结果凸显了所提策略在不同网络条件下提高低压配电网可靠性和效率方面的有效性。
English Abstract
The integration of high-proportion photovoltaics (PVs) introduces numerous challenges for low-voltage distribution networks (LVDNs), including overvoltage, undervoltage, high power losses, and reverse power flow. Addressing these issues through flexible devices and DC-interconnection technology has become a trend due to their large transfer capacity and flexible power regulation capabilities. This paper proposes a coordinated control strategy and parameter design for PV inverters (PVIs) and voltage source converters (VSCs) in DC-interconnected LVDNs. An improved VSC power control strategy is introduced, which incorporates switching of control modes among interconnected VSCs facilitated by weak communication signals, with regulation power determined through local droop control. Additionally, a systematic parameter optimization method for PVIs and VSCs is developed, aiming to minimize network losses by ensuring effective voltage control and reducing redundant regulation. The proposed methods are validated through simulations on a practical distribution network, demonstrating significant improvements in voltage regulation and a reduction in power losses. The results highlight the effectiveness of the proposed strategies in enhancing the reliability and efficiency of LVDNs under varying network conditions.
S
SunView 深度解读
从阳光电源的业务视角来看,这篇论文所提出的光伏逆变器与电压源变换器协调控制策略具有重要的技术参考价值和商业应用前景。
**技术价值分析**:论文针对高比例光伏接入低压配电网带来的过电压、欠电压和功率倒送等问题,提出了基于直流互联技术的协调控制方案。这与阳光电源在分布式光伏逆变器和储能变流器领域的核心业务高度契合。特别是论文中提出的改进型VSC功率控制策略,通过弱通信信号实现控制模式切换,配合本地下垂控制确定调节功率,这种"集中协调+本地自治"的架构设计理念,可直接应用于阳光电源的智能逆变器和储能PCS产品升级中。
**应用前景评估**:随着国内分布式光伏装机规模持续增长,低压配电网的电能质量问题日益突出。该技术通过系统化的参数优化方法,在保证电压控制效果的同时最小化网络损耗,符合电网公司对"光伏+储能"协同治理的实际需求。对于阳光电源而言,这为其"1+X"模块化逆变器和液冷储能系统的协同控制算法开发提供了理论支撑。
**技术挑战与机遇**:主要挑战在于直流互联技术在现有交流配电网中的改造成本较高,且需要与电网调度系统深度集成。但这恰恰为阳光电源提供了差异化竞争机会——通过整合光伏逆变器、储能变流器和柔性互联装置,打造完整的配电网柔性化解决方案,抢占高端市场。建议重点关注该技术在工业园区、新能源示范区等场景的先行应用,积累工程经验并形成标准化产品。