Đánh giá các chiến lược điều khiển biến tần nhằm giảm quá điện áp trong lưới điện hạ áp
Online First: 10/09/2026
Email tác giả liên hệ:
duybc26.ncs@hcmute.edu.vnDOI:
https://doi.org/10.54644/jte.2026.2513Từ khóa:
Quá điện áp, Lưới điện phân phối hạ áp, Trào lưu công suất ngược, Cắt giảm công suất, Hệ thống quang điệnTóm tắt
Sự thâm nhập nhanh chóng của các hệ thống điện mặt trời phân tán vào lưới điện phân phối hạ áp gây ra thách thức nghiêm trọng về hiện tượng quá điện áp tại các nút do trào lưu công suất ngược, đặc biệt trong những thời điểm bức xạ mặt trời cao nhưng phụ tải tiêu thụ lại ở mức thấp. Để giải quyết vấn đề này mà không làm suy giảm hiệu quả kinh tế, bài báo đề xuất áp dụng phương pháp điều khiển phối hợp linh hoạt công suất tác dụng và công suất phản kháng. Ưu điểm của FCAR là tận dụng tối đa khả năng điều khiển công suất phản kháng của biến tần trước khi cắt giảm công suất tác dụng. Thông qua mô phỏng bằng MATPOWER, hiệu quả của thuật toán FCAR được so sánh với các chiến lược điều khiển như cắt giảm công suất tác dụng và thiết lập hệ số công suất theo lịch trình. Kết quả nghiên cứu khẳng định hiệu quả của phương pháp FCAR, không chỉ khắc phục thành công việc kéo điện áp về giới hạn an toàn mà còn hạn chế lượng công suất tác dụng phải cắt giảm xuống chỉ còn 1,19%. Nghiên cứu minh chứng cho khả năng của phương pháp FCAR trong việc đánh đổi giữa việc đảm bảo độ tin cậy vận hành lưới điện và sử dụng tối đa lợi ích kinh tế của PV.
Tải xuống: 0
Tài liệu tham khảo
T. T. Mai, N. A. N. M. M. Haque, H. T. Vo, and P. H. Nguyen, “Coordinated active and reactive power control for overvoltage mitigation in physical LV microgrids,” J. Eng., vol. 2019, no. 18, pp. 5007–5011, 2019, doi: 10.1049/joe.2018.9355. DOI: https://doi.org/10.1049/joe.2018.9355
J. D. Watson, N. R. Watson, D. Santos-Martin, A. R. Wood, S. Lemon, and A. J. V. Miller, “Impact of solar photovoltaics on the low-voltage distribution network in New Zealand,” IET Gener. Transm. Distrib., vol. 10, no. 1, pp. 1–9, 2016, doi: 10.1049/iet-gtd.2014.1076. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-gtd.2014.1076
R. Mahat, K. Duwadi, F. B. Dos Reis, R. Fourney, R. Tonkoski, and T. M. Hansen, “Techno-economic analysis of PV inverter controllers for preventing overvoltage in LV grids,” in 2020 International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion, SPEEDAM 2020, IEEE, 2020, pp. 502–507. doi: 10.1109/SPEEDAM48782.2020.9161888. DOI: https://doi.org/10.1109/SPEEDAM48782.2020.9161888
N. Alqahtani, S. Ganesan, M. Zohdy, and R. Olawoyin, “Overvoltage Mitigation in Distributed Networks Connected to DG Systems,” 2020 Int. Conf. Comput. Inf. Technol. ICCIT 2020, pp. 197–202, 2020, doi: 10.1109/ICCIT-144147971.2020.9213729. DOI: https://doi.org/10.1109/ICCIT-144147971.2020.9213729
S. Paudyal, B. P. Bhattarai, R. Tonkoski, S. Dahal, and O. Ceylan, “Comparative Study of Active Power Curtailment Methods of PVs for Preventing Overvoltage on Distribution Feeders,” in IEEE Power and Energy Society General Meeting, IEEE, 2018. doi: 10.1109/PESGM.2018.8585526. DOI: https://doi.org/10.1109/PESGM.2018.8585526
L. A. C. L. and T. H. M. E. F. R. Tonkoski, “Coordinated Active Power Curtailment of Grid Connected PV Inverters for Overvoltage Prevention,” IEEE Trans. Sustain. Energy, vol. 2, no. 2, pp. 139–147, 2011, doi: 10.1109/TSTE.2010.2098483. DOI: https://doi.org/10.1109/TSTE.2010.2098483
W. K. Yap, L. Havas, E. Overend, and V. Karri, “Neural network-based active power curtailment for overvoltage prevention in low voltage feeders,” Expert Syst. Appl., vol. 41, no. 4 PART 1, pp. 1063–1070, 2014, doi: 10.1016/j.eswa.2013.07.103. DOI: https://doi.org/10.1016/j.eswa.2013.07.103
S. Hashemi and J. Østergaard, “Methods and strategies for overvoltage prevention in low voltage distribution systems with PV,” 2017, Institution of Engineering and Technology. doi: 10.1049/iet-rpg.2016.0277. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-rpg.2016.0277
O. Unigwe, D. Okekunle, and A. Kiprakis, “Economical distributed voltage control in low-voltage grids with high penetration of photovoltaic,” CIRED - Open Access Proc. J., vol. 2017, no. 1, pp. 1722–1725, 2017, doi: 10.1049/oap-cired.2017.1227. DOI: https://doi.org/10.1049/oap-cired.2017.1227
C. Jamroen, P. Vongkoon, and T. Ma, “Techno-economic assessment of grid-connected residential photovoltaic systems considering overvoltage-induced generation curtailment,” Energy Reports, vol. 11, pp. 5059–5068, Jun. 2024, doi: 10.1016/j.egyr.2024.04.063. DOI: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2024.04.063
C. T. Phan-Tan and M. Hill, “Optimal PV Inverter Control for Network Voltage and Power Factor Regulation,” in 2020 IEEE 11th International Symposium on Power Electronics for Distributed Generation Systems, PEDG 2020, 2020, pp. 116–121. doi: 10.1109/PEDG48541.2020.9244402. DOI: https://doi.org/10.1109/PEDG48541.2020.9244402
S. Pukhrem, M. Basu, M. F. Conlon, and K. Sunderland, “Enhanced network voltage management techniques under the proliferation of rooftop solar PV installation in low-voltage distribution network,” IEEE J. Emerg. Sel. Top. Power Electron., vol. 5, no. 2, pp. 681–694, 2017, doi: 10.1109/JESTPE.2016.2614986. DOI: https://doi.org/10.1109/JESTPE.2016.2614986
E. E. Pompodakis, I. A. Drougakis, I. S. Lelis, and M. C. Alexiadis, “Photovoltaic systems in low-voltage networks and overvoltage correction with reactive power control,” IET Renew. Power Gener., vol. 10, no. 3, pp. 410–417, 2016, doi: 10.1049/iet-rpg.2014.0282. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-rpg.2014.0282
S. Tuo, D. Jiandong, and X. Ma, “Active and reactive power coordination control strategy of overvoltage for distributed PV integrated grid,” J. Eng., vol. 2019, no. 16, pp. 2960–2964, 2019, doi: 10.1049/joe.2018.8913.
R. Bakhshi-Jafarabadi, A. Lekic, F. D. Marvasti, J. De Jesus Chavez, and M. Popov, “Analytical Overvoltage and Power-Sharing Control Method for Photovoltaic-Based Low-Voltage Islanded Microgrid,” IEEE Access, vol. 11, pp. 134286–134297, 2023, doi: 10.1109/ACCESS.2023.3336945. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3336945
P. Chirapongsananurak and N. Hoonchareon, “Grid code for PV integration in distribution circuits considering overvoltage and voltage variation,” in IEEE Region 10 Annual International Conference, Proceedings/TENCON, IEEE, 2017, pp. 1936–1941. doi: 10.1109/TENCON.2017.8228175. DOI: https://doi.org/10.1109/TENCON.2017.8228175
Q. Wang, L. Chen, M. Hu, X. Tang, T. Li, and S. Ji, “Voltage prevention and emergency coordinated control strategy for photovoltaic power plants considering reactive power allocation,” Electr. Power Syst. Res., vol. 163, pp. 110–115, Oct. 2018, doi: 10.1016/j.epsr.2018.06.003. DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsr.2018.06.003
S. Tuo, D. Jiandong, and X. Ma, “Active and reactive power coordination control strategy of overvoltage for distributed PV integrated grid,” J. Eng., vol. 2019, no. 16, pp. 2960–2964, Mar. 2019, doi: 10.1049/joe.2018.8913. DOI: https://doi.org/10.1049/joe.2018.8913
I. Kim and R. G. Harley, “Examination of the effect of the reactive power control of photovoltaic systems on electric power grids and the development of a voltage-regulation method that considers feeder impedance sensitivity,” Electr. Power Syst. Res., vol. 180, Mar. 2020, doi: 10.1016/j.epsr.2019.106130. DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsr.2019.106130
E. E. E. Ahmed, A. Demirci, G. Poyrazoglu, and S. D. Manshadi, “An Equitable Active Power Curtailment Framework for Overvoltage Mitigation in PV-Rich Active Distribution Networks,” IEEE Trans. Sustain. Energy, vol. 15, no. 4, pp. 2745–2757, 2024, doi: 10.1109/TSTE.2024.3442834. DOI: https://doi.org/10.1109/TSTE.2024.3442834
Power Quality Application Guide, Voltage Disturbances. Standard EN 50160, 2004.
M. J. Reno, R. J. Broderick, and S. Grijalva, “Smart inverter capabilities for mitigating over-voltage on distribution systems with high penetrations of PV,” Conf. Rec. IEEE Photovolt. Spec. Conf., pp. 3153–3158, 2013, doi: 10.1109/PVSC.2013.6745125. DOI: https://doi.org/10.1109/PVSC.2013.6745125
T. T. Ku, C. H. Lin, C. S. Chen, C. T. Hsu, W. L. Hsieh, and S. C. Hsieh, “Coordination of PV Inverters to Mitigate Voltage Violation for Load Transfer between Distribution Feeders with High Penetration of PV Installation,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 52, no. 2, pp. 1167–1174, 2016, doi: 10.1109/TIA.2015.2491268. DOI: https://doi.org/10.1109/TIA.2015.2491268
A. Micallef, C. Spiteri-Staines, and J. Licari, “Voltage regulation in low voltage distribution networks with unbalanced penetrations of photovoltaics and battery storage systems,” IET Smart Grid, vol. 7, no. 3, pp. 264–276, 2024, doi: 10.1049/stg2.12155. DOI: https://doi.org/10.1049/stg2.12155
M. A. Ghasemi and M. Parniani, “Prevention of distribution network overvoltage by adaptive droop-based active and reactive power control of PV systems,” Electr. Power Syst. Res., vol. 133, pp. 313–327, Apr. 2016, doi: 10.1016/j.epsr.2015.12.030. DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsr.2015.12.030
T. B. Seane, R. Samikannu, and T. Bader, “A review of modeling and simulation tools for microgrids based on solar photovoltaics,” Front. Energy Res., vol. 10, no. September, pp. 1–20, 2022, doi: 10.3389/fenrg.2022.772561. DOI: https://doi.org/10.3389/fenrg.2022.772561
L. R. Visser, E. M. B. Schuurmans, T. A. AlSkaif, H. A. Fidder, A. M. van Voorden, and W. G. J. H. M. van Sark, “Regulation strategies for mitigating voltage fluctuations induced by photovoltaic solar systems in an urban low voltage grid,” Int. J. Electr. Power Energy Syst., vol. 137, May 2022, doi: 10.1016/j.ijepes.2021.107695. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2021.107695
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Giấy phép
Bản quyền (c) 2026 Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ Thuật
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDeri Phái sinh 4.0 .
Bản quyền thuộc về JTE.
