1. 研究目的与意义
1.1选题的背景
能源是人类赖以生存和发展的基础，电力作为最清洁便利的能源形式是国民经济的命脉。电力生产的过程就是大规模地将各种类型的一次能源转换为容易输送和方便转换的电能并输送分配的过程。传统的煤炭、石油等一次能源是不可再生的，终归要走向枯竭。因此，提高能源利用效率、开发新能源、加强可再生能源的利用，就成为解决我国经济和社会快速发展过程中日益凸显的能源需求增长与能源紧缺、能源利用与环境保护之间矛盾的必然选择。研究与实践己表明，分布式发电供能技术将在此过程中起到越来越重要的作用。随着全球能源领域竞争的加剧，世界各国日益重视自身可持续发展战略的实施，作为这一战略的核心技术之一，分布式发电供能技术的研究日益受到各国关注。采用分布式发电供能技术，有助于充分利用各地丰富的清洁和可再生能源，向用户提供绿色电力，是实现我国节能减排目标的重要举措。而现在我国大力提倡发展分布式光伏发电技术，国家发改委、能源局包括地方政府都出台了各类扶持政策。因此分布式光伏发电在配电网中的渗透率越来越高。
1.2选题意义
2. 课题关键问题和重难点
1、研究、梳理光伏高渗透配电网多层级无功电压控制方法的发展现状。掌握多层级配电网无功电压控制的常用方法。并以文字形式总结成文献综述。
2、研究各层级配电网光伏无功电压调节特性。
3、研究各层级传统配电网无功电压的控制方法。
3. 国内外研究现状（文献综述）
传统配电网以辐射型的无源配电网为主，一般通过变电站对馈线和电力用户进行供电，功率单向流动，节点电压一般从变电站母线开始沿线降低，线路末端为最低点，时常有电压越下限的情况。而分布式电源接入后，配电网变成多端供电的有源配电网，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[1]。分布式电源对节点电压产生的影响程度跟有功无功出力、并网点位置、并网方式和层级、发电的功率因数的因素密切相关[2-3]。一般来说，分布式电源出力越多，其对线路节点电压的抬升作用越明显，而并网点越靠近线路末端，其出力对节点电压的分布影响越大[4]，此外，功率因数在滞后状态下对电压的提升比超前状态明显。在同等的接入容量下，在多个地点分散接入的分布式电源比相同地点集中接入更能提升和改善沿线节点电压。而在暂态的角度来说，当分布式电源突然启动或停机或功率输出发生变化时，往往会引起配电系统产生电压扰动。
另一方面，目前在配电网的无功电压控制通常有两种方法来实现:一种是采用控制规则来决策，另一种则采用优化方法。无功优化是目前无功电压控制研究的主流[6-10]大量文献专注于数学建模和算法的研究。文献[6]提出了一种融合裂变和变异操作的分合群粒子群算法，该算法以年费用最小为目标函数，结合了对系统分区、合理设置补偿上限等方法来减小了寻优的搜索范围，并实现了同时求解补偿点和补偿量，可以保持粒子的多样性并避免收敛早熟，提高算法的收敛稳定性。文献[7]从全局的角度提出一种配电网无功优化，把整个配电网按电压等级划分为高、中、低压3个层次，各个层次再分解为优化单元，按自下而上的优化原则进行，各优化单元的无功优化通过改进的小生境遗传算法来实现，并将个体距离判别标准设置为动态函数，从而能够更灵活、更准确地跟踪个体距离，在全局范围内找到最优解。文献[8]则采用二阶网损无功灵敏度矩阵计算的方法，考虑了配线线路不同补偿节点之间的相互影响；文献[9-12]则对光伏等分布式电源接入的配电网无功优化进行研究并提出相应的算法和改进方案。而在电容器协同控制方面，文献[13]提出一种针对低压配电网的集中无功补偿系统，该系统可以扩展从而适应负荷的逐年增长；文献[14]则引入净现值（Net Present Value, NPV）的概念来评估电容器的补偿效果；文献[15]借助GPRS网络，利用配电监测系统对低压电容器进行动态跟踪和控制；文献[16]提出在通信和自动化水平较高的农村智能电网中实现对电容器进行最优计算和准确控制。
4. 研究方案
研究方案：
1、阅读指导老师指定文献和自己搜集的关于光伏高渗透配电网多层级无功电压控制方法的国内外相关文献，完成文献综述，对该研究领域形成一个较为完善的认识。
2、研究分布式光伏电站对各个层级配电网电能质量的影响、研究传统多层及配电网无功电压控制策略及其协调控制策略、制定光伏高渗透配电网多层级无功电压控制方法，层层递进，依次研究。
5. 工作计划
1、完成文献翻译工作，掌握配电网多层级无功电压控制方法领域相关专业术语的中英文对照翻译，为下一步阅读外文文献打下坚实语言基础。（第1周）
2、阅读国内外关于配电网多层级无功电压的控制方法文献20篇，完成文献总是，了解国内外该领域的研究现状。完成论文开题报告（第2周）
3、阅读文献，研究关于分布式新能源大规模接入各个电压等级配电网对区域配电网电能质量的影响。（3-4周）
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