第一，背景。

    根據國家能源局發布的“關于征求《分布式光伏發電項目管理暫行辦法》修訂意見的函”，分布式光伏發電系統是指在用戶所在場地或附近建設運行，以用戶側自發自用為主、多余電量上網且在配電網系統平衡調節為特征的光伏發電設施。

    根據并網容量、電壓層面可分為三類：第一類是35千伏電壓等級接入，年自發自用大于50%；或10千伏電壓等級接入且單個并網點總裝機容量超過6兆瓦，年自發自用電量大于50%；第二類是10千伏以下電壓等級接入，且單個并網點總容量不超過6兆瓦；第三類則是接入點為公共連接點，發電量全部上網。

    運營模式來說，分布式光伏的運營模式可分為全部自用、自用為主余電上網（上網電量不超過50%）、全額上網三種。

    政策導向對分布式光伏發展起到了關鍵作用。2020年9月，習近平總書記在聯合國大會上提出實現“雙碳”目標，2021年3月，中央財經委第九次會議提出了要構建以新能源為主體的新型電力系統。在去年2022年3月，中央一號文件發改委能源局發布了《“十四五”電力發展規劃》，均強調要推動以光伏、風電、生物質發電等分布式新能源，開展就地的消納，實現多元清潔能源創新發展。

    此外，國家能源局在2021年6月20日下發了開展整縣屋頂分布式光伏開發試點的通知，對不同場所屋頂光伏做出細化標準，包括黨政機關建筑比例不低于50%，學校等公共建筑比例不低于40%，工商業廠房屋頂不低于30%，農村居民屋頂不低于20%。江蘇省積極響應，各個地方政府根據自身情況，紛紛出臺了相關補貼鼓勵政策。推動分布式光伏快速發展。目前，分布式光伏技術已經逐漸成熟，應用范圍不斷擴大，涵蓋生活用電、工業用電、商業用電、農業用電等多個領域。這些分別是我省加油站、大型工廠、大廈側面、居民區以及魚塘等建設的分布式光伏，包括南通、鹽城附近沿海風電的風光互補。

    第二，方案。

    首先要利用光伏進行調壓，必須掌握分布式光伏接入后對配電網電壓的影響特性。大規模分布式光伏入后，原有傳統的配電網從無源網絡轉變為有源網絡。配電網的運行模式發生了明顯變化，電力流向從單向流動轉變為雙向流動，白天光伏大發的時候可能電力由下往上流動，到了夜里電力又從上往下。因此，電流雙向變化將原有配電網的電壓可控變成了電壓失控狀態。如圖所示可以看到，在中午白天時間，光伏大發之后，電壓超過了合格上限，超過了國標電能質量供電電壓偏差的7%，造成了高電壓。

    為了更深入了解光伏接入位置與接入容量對電壓的影響，我們針對光伏接入配電網末端、中段、10千伏母線三種場景，研究了不同滲透率下光伏單點接入對配電網節點電壓的影響。從仿真分析結果來看，電網電壓的整體水平有所升高，特別是光伏接入點附近電壓明顯升高，加大了配電網的電壓治理難度。

    基于以上研究結果，利用光伏并網逆變器的無功輸出能力，我們提出了基于分布式光伏聚合能力的配電網電壓治理技術。主要涉及數據交互、集群劃分、聚合控制三個步驟。

    在數據交互方面，我們利用網絡化通訊技術，必須要實時監測光伏的實時運行狀態，包括發電功率、電壓等等。我們的數據交互流程設計了四個層級：設備層、智能控制層、通信信息層、決策管理層。首先分布式光伏或儲能的運行數據上傳至聚合控制器，再經聚合云平臺，通過安全服務器后送至聚合控制系統；由決策管理層進行優化計算，把指令下發到智能控制層，再通過設備層實現對分布式光伏的運營控制。

    在集群劃分方面，根據電網的拓撲和分布式光伏接入的容量、接入的位置對分布式光伏聚合進行動態的劃分。根據電氣距離和功率平衡兩個指標來進行劃分。

    最后一步是聚合控制，從劃分的建立模型，通過多目標優化模型算法求解，最后得到優化的電壓控制目標，實現了這一套完整的控制流程，實現了對分布式光伏的優化控制。

    通過實地獲取配網的實際數據并進行仿真分析，我們的控制策略可以有效改善電壓越上限的現象，如圖所示是聚合前和聚合控制優化后的電壓曲線圖。可以看到聚合后電壓明顯達到了合理范圍，避免了越上限的情況。

    第三，展望。

    以后在配電網控制方面，有兩方面的技術方向：（1）擴大聚合資源種類的數量和類型，包括此次大會提到的充電樁都是以后電網公司想要把它納入統一協調控制的方向，能夠把這些資源整合、聚合起來，相互協調，共同調整，達到穩定電壓、電網水平運行的目標。（2）提升聚合控制優化目標。除了我們目前關注的電壓外，我們還計劃引入電壓諧波畸變率、電網損耗、電網頻率等關于配電網提升供電質量的優化目標，以進一步提升配電網的運行水平。

    最后我們希望通過這項研究和未來的努力，能夠為配電網電壓治理提供更有效的解決方案，提升電網的承載能力。同時也推動分布式光伏、儲能、充電樁等方面的優化配電網運行技術。