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考虑微电网参与的主动配电网分区自动电压控制策略
为应对能源枯竭以及环境恶化问题，分布式发电（Distributed Generation, DG）技术成为智能电网的发展方向。大量DG并入配电网，在提高清洁能源比例的同时，也会带来电压质量、系统稳定性等方面的问题。主动配电网（Active Distribution Network, ADN）技术可适应分布式电源接入配电网的发展趋势，通过灵活调节网络拓扑、主动优化控制无功补偿装置，ADN可达到改善系统无功电压水平的目的。
由于DG出力的随机性，加剧了ADN电压波动，使得系统的无功电压特性变得越来越复杂，呈现出变量多、维度高、范围广等特点。为了灵活控制系统电压、提升电能质量、降低电能损耗，亟待研究适用于ADN的电压控制策略。
目前，关于ADN电压调节策略研究主要有以下四种：
①采用具有无功调节能力的DG进行调压，由于DG输出有功会在配电网线路产生电压损耗，因此通过削减DG的有功输出可达到调压目的；
②利用馈线自动调压器（Step Voltage Regulator, SVR）及投切电容器（Shunt Capacitor, SC）进行调压，该类补偿器可有效提高电网电压稳定性、补偿不平衡负荷、抑制母线电压闪变，但响应速度和调节速度较慢；
③采用有载调压变压器（On-Load Tap Changer, OLTC），由于OLTC的可不断电操作以及设计简单特性，使其成为了配电网稳态电压调节领域最常用的调节方法。但是OLTC分接头调压不适用于长距离辐射状配电网调压，且动态响应能力差，需DG和OLTC协调控制；
④线路管理调压，由于配电网线路电压损耗与线路阻抗关系非常大，因此可通过对配电网线路改造来提升电压质量，但该方法改造范围广、成本高。
微电网可有效协调分布式电源，增强ADN的互动性、可控性和可靠性，进而提升电力系统的综合能效。随着ADN中微电网数量的增长，微电网可操作性越来越强，为ADN调压提供了新的途径。如何保证系统动态能量平衡和提升电压质量仍然亟待研究。
目前，ADN中的微电网运行主要考虑自身能量平衡，通过变流器并网，以保证微电网的电压频率稳定。微电网中双向变流器的运行控制方法主要有P-Q控制、V-F控制及下垂控制，P-Q控制是指微电网控制DG单元输出的有功功率与无功功率与其参考功率相等；V-F控制是指DG单元维持输出的电压与频率不变，而输出的有功和无功功率由负荷决定；下垂控制适用于多机组网运行的微电网变流器，可以自动实现有功与无功功率的精准分配。
当前，鲜有文献研究微电网对ADN主动电压支撑，而事实上，随着变流器的容量逐渐增大，ADN为更好地利用微电网主动电压支撑能力提供了可能。
为了提升系统电压稳定性，本文提出了一种微电网参与的ADN电压分区与自动控制策略。首先基于电压灵敏度指标对ADN节点进行聚类分区，分区后，微电网应能满足所属区域的无功补偿需求，且不影响其他区的节点电压水平，实现较好的区域无功补偿。当配电网内无功潮流波动引起网络节点电压变化时，自动电压控制系统（Automatic Voltage Control, AVC）通过监视电压的变化，控制微电网进行无功出力以平抑电压波动。
图4 考虑微电网参与的AVC系统
图5 基于实时分区的AVC系统流程
图6 IEEE 33节点系统图
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