【配电网】集群划分|含分布式光伏的配电网集群电压控制（33节点）

摘要

本文研究了含分布式光伏的配电网集群电压控制问题，提出了一种基于集群划分的方法，通过对33节点系统的电压数据进行分析，设计了有效的电压调控策略。利用MATLAB平台完成仿真，验证了该方法在降低电压偏差、提高电压稳定性和提升系统运行效率方面的有效性。

理论

1. 配电网与分布式光伏

分布式光伏作为一种清洁能源，广泛接入配电网。由于其间歇性和随机性，光伏出力会导致配电网的电压波动和稳定性问题。

2. 集群划分

为了更高效地调控电压，将配电网划分为多个子集群，结合地理位置、电气距离及电压波动特性，使同一集群内节点具有较强的相关性。

3. 电压控制方法

基于集群的电压控制方法采用区域集中控制策略，通过调节分布式电源（光伏）、储能系统和柔性负荷，实现对集群内电压的动态调控。控制目标为：

• 降低电压偏差；

• 最小化功率损耗；

• 确保电压符合规定的运行范围。

4. 电气距离计算

利用节点间的阻抗矩阵和功率流分析计算电气距离，为集群划分提供依据。

实验结果

1. 电压功率曲线

图1显示了各节点在一天24小时内的功率输出与负荷曲线。可以观察到光伏节点在中午时段功率输出峰值显著，系统总负荷呈现白天高、夜间低的特点。

2. 电气距离分布

图2展示了33节点系统的电气距离分布情况。基于电气距离的分析可以帮助确定各节点的集群归属。

3. 仿真验证

实验中对比了采用传统方法和本文方法的电压控制效果：

• 传统方法：存在较大的电压波动，部分节点电压超出标准范围。

• 本文方法：通过集群内协调控制，有效降低了电压波动，各节点电压均维持在合规范围内，且系统功率损耗显著降低。

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