基于电力弹簧的电压及功率因数的光伏并网稳定方法

刘勋宇， 庞宇琦， 张新源， 徐啸天， 周杨， 马刚

(南京师范大学 电气与自动化工程学院，江苏 南京 210046)

0 引 言

随着世界经济的快速发展，煤炭、石油和天然气等传统化石能源消耗迅速，不仅加剧了土壤、湖泊水源和大气等环境污染，同时降低了全球的传统能源储备，能源危机日益突出。集中式发电已无法满足当代电力发展的要求，在此情况下，分布式发电(distributed generation, DG)的研究已经成为全球共同发展的重点，但风能、太阳能等可再生能源的间歇性和波动性导致电网运行不稳定[1]，其中电压波动和局部功率因数不达标问题尤为突出[2-3]。

针对分布式光伏并网引起的配电网电压波动和功率因数不达标问题，无功补偿装置和功率因数校正装置等传统的方法能够解决这一问题。随着DG大规模并网，传统的无功补偿装置已无法完美解决电压和功率因数问题[4]。在这种情况下，电力弹簧以其有功-无功可灵活控制的特性，可用于改善电压和功率因数，提高电网稳定性和经济性。目前国内外专家已进行了深入研究。文献[5]提出了一种基于PI控制器的光伏并网优化控制策略，通过控制逆变器的无功和有功的流动来实现对用户电压和功率因数控制，有效地解决了光伏并网点电压和功率因数问题。文献[6]改进一种双层电压自动控制方法，能够有效抑制多DG并网引起的节点电压波动及功率因数不稳定。文献[7]采用了一种迭代分布式算法控制DG，有效提高了DG系统的运行稳定性，灵活控制电压和功率因数。……