Zwei-Ebenen-verteilte Volt/Var-Regelung unter Verwendung aggregierter PV-Wechselrichter in Verteilungsnetzen

Der Durchdringungsgrad von Photovoltaik (PV) steigt in modernen Verteilungsnetzen kontinuierlich an, was zu verschiedenen schwerwiegenden Verletzungen der Spannungsgrenzen führt. Dieser Artikel zielt darauf ab, die PV-Wechselrichter zu aggregieren und zur Spannungsregelung durch ein vollständig verteiltes Zwei-Ebenen-Volt/VAr-Regelungsschema (VVC) zu nutzen. Im unteren VVC (Echtzeitskalierung) werden die PV-Wechselrichter auf Dächern durch Konsensalgorithmen aggregiert und dann von Abfallreglern in Mittelspannungsnetzen gesteuert. Der Abfallregler passt die Blindleistungsausgabe jedes PV-Aggregators in Echtzeit anhand seiner zugewiesenen Werte entsprechend den Spannungsänderungen an. Im oberen VVC (15-Minuten-Zeitskalierung) wird die Blindleistung der PV-Aggregatoren zur Minimierung der Energieverluste disponiert, wobei die Steuersignale als Basiswerte für PV-Aggregatoren festgelegt werden. Dieses Problem wird als konisches Programmieren zweiter Ordnung formuliert und mit der alternierenden Richtungs-Multiplikatormethode gelöst. Die Simulationsergebnisse demonstrieren die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Methode sowohl in kurzfristigen als auch in langfristigen Szenarien mit unterschiedlichen Systemgrößen.