计及IGBT结温约束的光伏高渗透配电网无功电压优化控制策略.pdfVIP

2024年3月电工技术学报Vol.39No.5

第39卷第5期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYMar.2024

DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.222332

计及IGBT结温约束的光伏高渗透配电网

无功电压优化控制策略

11221

张波高远李铁成胡雪凯贾焦心

（1．华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室保定071003

2．国网河北省电力有限公司电力科学研究院石家庄050021）

摘要光伏电源参与配电网无功电压调节是提升光伏高渗透配电网运行经济性和可靠性的

有效手段，但光伏电源提供无功支撑会使得光伏电源IGBT最大结温升高、结温波动加剧，进而

影响光伏电源和配电网的安全稳定运行。为此，该文提出一种计及IGBT结温约束的光伏高渗透

配电网无功电压优化控制策略。首先，利用CatBoost算法计算IGBT结温，提高了IGBT结温计

算效率，避免了传统结温算法对IGBT热模型参数的依赖；然后，建立考虑IGBT结温约束的有

源配电网多目标无功优化模型，利用二分法求解IGBT结温约束下的光伏电源最大输出功率，实

现了IGBT结温约束向二阶锥约束的转换；最后，利用IEEE33节点典型配电系统验证了所提策

略在光伏高渗透配电网无功电压优化、光伏电源运行可靠性提升方面的有效性，并提出了综合考

虑配电网网损、光伏电源可靠性的光伏电源IGBT结温限值整定原则。

关键词：CatBoost机器学习算法IGBT结温无功电压控制IGBT可靠性多目标优化

中图分类号：TM73

0引言接入配电网带来的配电网节点电压不稳和越限问题，

[6-7]

可采用无功电压控制来调整配电网各节点电压。

2022年10月16日，习近平总书记在中国共产

无功电压控制可将配电网各节点电压稳定在安

党第二十次全国代表大会中指出，要深入推进能源

全范围内，从而提高配电网运行的稳定性。传统配

革命，加快规划建设新型能源体系，积极参与应对

电网无功电压调控设备有电容器组（Capacitor

气候变化全球治理。近年来，光伏、风电等新能源

Banks,CBs）、有载调压变压器（On-LoadTap

装机容量越来越大，其中分布式光伏具有灵活性高、

Changers,OLTCs）等，但电容器组、隔离开关等设

投资低、受地域/资源条件限制小、安装维护简单的

特点，符合国家可持续发展战略要求[1-3]。随着《整县备响应速度慢，不足以应对配电网电压的快速波动。

（市、区）屋顶分布式光伏开发试点项目》等项目的静止无功补偿器（StaticVarCompensator,SVC）、静

止无功发生器（StaticVarGenerator,SVG）等无功

试行，配电网中分布式光伏电源接入容量越来越大。