含光伏电站的配电网无功电压优化控制研究开题报告

1. 研究目的与意义

一、选题背景与意义（300字左右） 近年来，光伏发电在世界能源总量中所占的比例逐渐提高，是目前发展最为迅速、前景最为看好的可再生能源产业之一。

特别是随着现代科学技术的不断发展，光伏发电技术也在不断创新和进步，光伏电站的建设已成电力工业发展的一项重要任务，对改善能源结构具有重要意义。

从电网的角度而言，大量分布式电源集中接入且需要直接面对电力用户的配电网更容易受影响，因此含光伏电站的配电网尤为关键和突出。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：　　1）如何建立配电网无功功率优化模型；　　2）掌握配电网的潮流计算方法；　　3）掌握一种求解配电网无功功率优化问题的算法；　　4）研究光伏发电系统对配电网网损和电压的影响规律；　　5）建立含风电场的配电网无功优化模型并进行仿真计算，传统无功优化模型中对确定电压的约束已不精确。

　　难点：　　由于光伏电站出力的随机性，使得含光伏电站配电网各节点的电压也具有随机性，研究分布式光伏发电系统接入配电网前后的电压分布，并结合分布式光伏发电系统接入位置的变化，总结分布式光伏发电系统对配电网电压的影响规律，使优化结果在各种情况下都能满足电压要求并且大大减小了系统系统运行网损，最终掌握含光伏电站的配电网无功电压优化控制策略。

3. 国内外研究现状（文献综述）

三、文献综述（或调研报告）（1200字左右）（一）　　无功优化的数学模型　　进行无功优化研究，首先是建立包括目标函数和约束条件的无功优化数学模型。

模型处理是无功优化的基础，电力系统无功优化的数学模型可以统一描述为：　　　　式中：u表示控制变量，可包括发电机节点的无功出力、可调变压器的变比位置、无功补偿设备的补偿容量、pv节点和平衡节点的电压模值；x表示状态变量，可包括除平衡节点外其它所有节点的电压相角、除发电机或具有无功补偿设备外的节点电压模值。

f(u，x)为无功优化的目标函数，可以从经济性、安全性、稳定性等多种角度考虑，可以是单目标优化规划，也可以是多目标优化规划；g(u，x)为等式约束条件，即节点潮流平衡方程；h(u，x)为不等式约束条件，即控制变量与状态变量必须满足运行的上下限。

4. 研究方案

四、方案（设计方案、研制方案、研究方案）论证（不少于100字）1）　　建立分布式光伏电站并网的等效电路模型： 并网型光伏电站一般采用分单元、模块化的布置，通过各光伏发电单元并联组成，如图1所示： 图1 2）研究分布式光伏发电系统对配电网电压和网损的影响规律。

分布式电源接入后，配电网变成多端供电的有源配电网，功率可以双向甚至多向流动，电源的个数、容量、位置等都会对潮流产生影响，在并网点处一般会产生电压抬升，甚至可能会越上限。

在稳态的角度而言，小容量的分布式电源接入会对配电网的无功电压特性产生局部影响，而大规模的分布式电源接入却影响整体的无功电压特性。

5. 工作计划

五、　　工作计划（不少于300字）　　即日-2.18:初步熟悉课题，查找下载相关文献，翻译相关外文文献，　　12周（2.18-3.3）：文献调研，深入了解本课题研究现状，准备开题报告，与老师前期交流；　　36周（3.3-3.31）：师、生自查完成毕业设计中期检查表；　　[其中45周（3.11-3.24）：研究配电网潮流计算方法；]　　67周（3.25-4.7）：；　　810周（4.8-4.28）：研究配电网无功优化计算方法；　　11-12周（4.2-5.12）：建立含光伏电站的配电网无功优化模型并进行仿真计算。

　　1315周（5.13-6.2）：整理资料，撰写毕业论文，提交报告终稿及相应的查重报告，准备答辩。