1.课题研究背景及意义

近年来,随着分布式电源(distributed generator,DG)的接入,主动配电网（active distribution network,ADN）^[1]的运行变得愈加复杂。特别是DG的接入可能会引起配电网局部过电压，并导致光伏发电弃光或停运。

发展分布式电源（DG），可以优化能源结构，推动节能减排和实现经济可持续展。近年来，配电网中DG的渗透率迅速增长，传统配电网将逐步演变为具有众多可调可控资源的主动配电网（active distribution network,ADN）^[1],其运行管理也将遇到众多挑战：①DG出力波动引发的过电压会触发保护装置将其从电网切除，限制DG的并网能力，浪费电网资源和可再生能源；②如何高效合理地协调DG和无功补偿设备是主动配电网运行控的重要课题；③电动汽车、电弧炉以及非全相并网的DG等不对称设备日益增多，这使得配电网固有的三相负荷不平衡、线路参数不对称、有功无功不解耦等特性日趋显著，如果依旧采用单相模型计算，会引入很大误差，因此配电网采用三相模型进行分析决策已是共识。综上所述，如何基于三相配电网模型，通过有功#8212;无功协调优化控制电压水平、提高DG的并网能力是一个具有现实意义的课题^[2]。

以往无功电压控制相关模式关键是分布控制^[3]。均是基于VQC技术的分布式控制模式，并利用九域图或者是更为精确地十七域图的控制方式，来实现配电站的无功电压控制装置能够充分调节，它有着简单、易行以为能够有效降低运作人员的工作量，并充分改善当地电能质量等方面的优势。不过其仅仅是基于充分满足当地无功电压为最佳目的，不能合理的协调对应配电网之中其余控制性装置，在对应无功电源缺乏时就极有可能导致整个电网降损以及电压水平不稳定。

近年来，随着国内社会经济与科学技术水平的持续提升，诸多的集中式控制模型也被充分提出。基于AVC技术的对应集中式控制模型可以说是在理论上充分处理了无功电压全方位优化，这和其经济运行的最优化控制模型。不过集中式控制是需要对于全网全部监测数据展开详细分析以及处理，并且对相关数据的测量精确度以及通讯延时和其通讯干扰均是极有可能引起状态估计结果存在发散现象，或者是对应的优化结果可信度不高，在通讯信道中断时，则会出现对应遥控指令不能下达的现象，并且其实施起来也是具有较大的难度 ^[4]。

可以说配电网无功电压集中-分布协调控制是一个极好的控制模式，其充分的吸取了集中级分布的各自优点，属于一项非常理想的控制类模式。此模式下的某些控制机能是经由对应配电站分布进行就地完成的，还有些是经由调度中心的集中控制所完成。应该说前者仅仅是对各个配电站的本地数据较为感兴趣，但最后者则只是对其相关机能对应数据较为感兴趣的，并且它是经由此运作来实行的全局优化^[3]。这样就充分的避免了完全分布式控制所引起的各种全局优化缺陷，也在很大程度上攻克了完全集中控制全网数据采集以及分析处理过程中所存在的诸多困难，促使配电网实现某类统一化指标之下最佳协调^[2]。

2.配电网电压控制面临的难点以及遵循的原则

传统电压无功控制多为本地自动控制，通过监测本地电压、有功、无功，调节变压器档位或电容器开关使电压及无功位于合格范围内。分别提出了对区域电网进行全局或”准全局”的协调控制策略，改善了控制效果。

目前，几乎所有的控制方法及策略的研究均只针对变电站层及以上电网，对 10 kV 及以下等级电网的研究很少。由于目前配电网自动化、智能化程度远低于输电网，监测点及可控点比例，对配电网实施电压无功控制存在以下难点：

1）配电网点多面广，负荷类型多样^[4]，可用运行监测数据较少，传统全网统一建模计算的方式计算量大，算法复杂,耗时长^[5]。