微电网技术在主动配电网中的应用

将诸多种类分布式电源、储能装置以微电网形式接入配电网中并网运行,形成其与配电网、负荷之间能量与信息双向互动的多元互补智能发配用电网络,实现配电网对分布式能源的主动控制与管理,是智能电网中主动配电网的发展趋势和最佳运营模式。以主动配电网和微电网群为研究对象,对微电网接入主动配电网后的网架结构、规划设计、控制方案、运行模式、综合效益等问题进行了阐述,分析了应用微电网技术为主动配电网带来的优势,并给出了微电网技术在主动配电网中应用所需开展的研究方向。     

基于灵敏度分析的微电网互动运行成本计算方法

微电网与配电网互动运行的成本决定了其参与配电网运行的深度和广度。提出了一种基于灵敏度分析的微电网互动运行成本计算方法,首先设计了微电网与配电网互动运行的架构,然后考虑微电网的购电成本、售电收益、分布式电源发电成本,建立了微电网的优化调度模型,并在此基础上建立了考虑配电网互动容量需求的微电网优化调度模型,通过灵敏度分析得到了微电网互动容量与互动成本之间的关系,最后通过典型的微电网算例验证了所提算法的有效性。     

基于综合电价的配电网日前互动模式与模拟

配电侧电力市场的建立需要依托配电网内各类资源和电网的友好互动,因而需要科学的激励机制来引导。为此,文中提出了激励配电侧用户与电网日前互动的模式。依据激励相容原理,提出了一种合理有效的电价机制,厘清了配电网内弹性用户对容量节约效益的贡献;依托输电侧日前市场,设计了用户参与配电侧日前互动的架构、过程及结算;基于分散决策思想,模拟了配电网用户自主响应、多轮博弈的日前互动模型。算例表明,文中所述机制能公平分摊互动产生的成本和效益,深度激励用户与配电网的友好互动,促进配电网有效资产利用率的提升,实现配电网与微电网协同运行、互利共赢。     

微电网与配电网的成本效益关系及交互电量定价方法

为研究微电网上网电价与配网售电电价的交互关系,实现二者交互电量的合理定价,提出了一种实现微电网和配电网双方效益最大化的电价制定方法。通过探讨微电网建设运营对配电网和微电网运营商带来的影响,建立微电网的成本效益模型和配电网的综合效益模型,对各项成本效益做出量化评估;然后将各项成本效益划分为容量类成本效益与电量类成本效益,分别建立微电网与配电网的最优效益模型;最后通过求解最优模型,得到微电网网内售电电价对微电网和配电网最优效益的影响,并通过具体的微电网算例,对比分析不同微电网网内售电电价下微电网与配电网交互电价的合理范围,验证了所提模型的可行性。     

基于不同商业运营模式的分布式电源/微电网综合效益评价方法EI北大核心CSCD

鉴于近年来光伏的迅速发展,以及分布式电源及微电网项目面临的成本及运营问题,建立基于不同分布式电源/微电网并网方式和不同商业运营模式的项目综合效益评价模型,提出分布式发电/微电网项目的综合效益分析流程图,并进行实际工程的算例分析。该方法弥补了分布式发电经济性分析较为粗犷的缺点,考虑全寿命周期内项目的收益和成本,综合考虑复杂电价体系下采用不同运营主体的收益,以及初始投资、运行维护、投资回收期等成本因素对分布式发电项目经济性的影响,并优选出最优的运营模式。实证分析结果表明,该方法在分布式发电项目经济性评价中是有效的且准确的。结果表明采用由分布式发电商进行电源投资,由电网企业负责用户配电网或微电网的运行、维护和售电的运营模式是盈利水平最高的运营模式。     

基于不同商业运营模式的分布式电源/微电网综合效益评价方法

鉴于近年来光伏的迅速发展,以及分布式电源及微电网项目面临的成本及运营问题,建立基于不同分布式电源/微电网并网方式和不同商业运营模式的项目综合效益评价模型,提出分布式发电/微电网项目的综合效益分析流程图,并进行实际工程的算例分析。该方法弥补了分布式发电经济性分析较为粗犷的缺点,考虑全寿命周期内项目的收益和成本,综合考虑复杂电价体系下采用不同运营主体的收益,以及初始投资、运行维护、投资回收期等成本因素对分布式发电项目经济性的影响,并优选出最优的运营模式。实证分析结果表明,该方法在分布式发电项目经济性评价中是有效的且准确的。结果表明采用由分布式发电商进行电源投资,由电网企业负责用户配电网或微电网的运行、维护和售电的运营模式是盈利水平最高的运营模式。     

智能配电网仿真实验教学

智能配电网仿真实验教学是在智能配电网仿真平台上实施的,该平台主要包含三个功能模块：一是智能电网运行规划模块,该模块集信息技术、优化技术为一体,为电网运行规划奠定实践基础;二是自愈控制技术模块,该模块提供含分布式电源的自愈配电网保护与控制技术;三是微电网运行与控制模块,该模块分析含分布式发电的微电网运行状态,提供微电网优化运行的控制方式。     

基于IEC 61850的微电网运行控制系统设计与应用

针对微电网并网对配电网运行带来的新问题,在研究微电网运行控制技术基础上设计了一种微电网运行控制系统。首先提出了基于IEC 61850的微电网三层控制架构设计,着重介绍控制系统核心装置——微电网运行控制器,并给出了三层控制方式下的微电网运行模式和自适应控制策略。系统应用于河北承德风光储微电网发电站。运行结果表明:基于三层架构设计方法解决了微电网运行模式切换快速性和上级调度系统慢速性的矛盾,实现了与配电网的柔性连接和分布式能源的就地充分利用。     

主动配电网运行模式对微电网可靠性的影响评估

主动配电网的提出为分布式电源的高渗透率接入提供了有效的解决方案,控制运行方式的改变使得主动配电网运行模式下微电网的运行与传统微电网有所出入,分析了主动配电网运行模式对微电网可靠性的影响,构建元件的可靠性模型,探讨了基于蒙特卡罗模拟的含微电网的主动配电网可靠性评估方法,并对改造后的IEEE RBTS系统进行可靠性评估,对比分析在不同情境下的系统可靠性。算例的评估结果表明,微电网在主动配电网的运行模式下更能提高其可靠性。     

低压微电网保护技术研究

随着微电网大量接入大电网的配电系统中,微电网保护的问题日渐突出.微电网并网运行、孤岛运行两种方式下的故障电流差异明显,故传统配网中的保护策略可能存在误动或拒动的情况.文章提出一套微电网接入电压等级380V配电网的综合保护方案,并对相应保护算法的逻辑进行说明,以有效解决微电网接入380V配电网时保护误动、拒动的问题。     

含微网的配电网负荷转移方案可靠性评估指标体系研究

配电网在检修或是故障等N1状态下及时高效的负荷转移是保证持续供电能力的有效措施之一。凭经验获得的负荷转移方案可行性分析成为亟需解决的问题,可靠性评估就是非常重要的一方面。文中针对微网运行方式、运行特性及与配电网相互影响,提出了含微网的配电网负荷转移能力可靠性评估指标体系,根据微网运行方式把含微网的配电网看成由微网并网运行的配电网和孤岛运行微网两部分组成,在分别量化微网运行方式对可靠性评估指标影响的基础上,运用熵权模糊层次分析法从可靠性角度对含微网的配电网负荷转移能力综合评估。最后,对修改后的IEEE33节点系统不同负荷转移方案进行可靠性评估,结果验证了评估指标体系的有效性和可行性。     

计及不同主体的微电网日前优化调度方案研究

对并网运行模式下的某微网系统的日前优化调度方案进行了分析,该微网系统涉及主网、可再生能源、蓄电池及用户多个利益主体。该系统既可从主网获取电能,也可从系统内部的光伏阵列、风机及储能蓄电池获得电能。在主网与微网的交换功率约束、蓄电池充放电电量约束及充电次数等一系列约束条件下,以平均负荷供电成本最小为目标构建了3种优化调度对比模型,并借助MATLAB工具,分别采用原始-对偶算法、混合惩罚函数法、改进的遗传算法对3种调度方案模型进行了最优求解,以实现不同利益主体的合理利益分配,使系统综合效益最佳。最后通过某微网系统算例验证了模型的有效性和经济性。算例结果表明,充分利用蓄电池的调控作用,以及选择性地接纳可再生能源,并适度提高微网与主网之间的交换功率,可使微电网运行于最优经济状态。     

考虑微网充电站影响的输电网风险评估方法

微网充电站接入配电网后,传统的辐射型配电网中将存在电源,这就造成在传统的输电网风险评估方法中配电网不能够再简单等效为一个无源负荷点。为了分析这种影响,提出了考虑微网充电站影响的输电网风险评估方法。首先介绍了风险评估基础理论,然后重点分析了微网充电站概率模型,包括分布式电源出力概率模型和电动汽车(Electric Vehicles, EV)充电负荷概率模型。应用考虑了配电网层面影响的期望负荷削减量代替绝对负荷削减量。最后应用测试系统验证了所提方法的有效性,包括微网充电站中分布式电源容量配置比例以及反送电比例对于输电网风险指标的影响。分析结果表明,微网充电站能够有效降低输电网风险水平。     

利用小抽蓄提高微电网风电消纳能力的可行性研究

针对新能源微网系统中风电消纳能力不足,文章将小抽蓄作为储能系统与新能源微网系统组成风抽蓄联合发电系统,有效促进风电的充分消纳、提高微电网的电能质量和提升微电网运行的经济性.构建了风电-小抽蓄联合系统,然后建立了包括各项成本和效益的综合经济效益计算模型,以最大年综合效益选择最优小抽蓄配置方案,优化调度风电和小抽蓄资源,计算不同单位容量成本下的综合效益和投资回收年限.算例表明,小抽蓄单位容量成本不大于6倍传统大抽蓄时,具有经济合理性,初步说明小抽蓄有望解决中国风电消纳问题.     

微网接入对配电网供电可靠性影响分析

分布式电源越来越多的被接入到配电网中,在改变配电网运行方式的同时也给配电网的可靠性评估方法带来影响。提出一种含微网接入的配电网可靠性指标计算方法。首先以小时为功率变化基本单位,建立风机、光伏、储能装置输出功率的时序模型,并制定储能装置的充放电策略。对元件发生故障后的系统进行区域划分,根据区域划分结果和孤岛内负荷优选模型确定各个负荷点的停电时间。在此基础上,通过蒙特卡洛模拟法计算可靠性指标。以改进的IEEE RBTS BUS6系统为算例,计算了微网接入前后的各项可靠性指标,分析了微网的接入在改善配电网供电可靠性方面的作用。     

含微网的配电网接线模式探讨

随着微网技术的发展,更多电力用户倾向于使用微网这一新型供电模式以提升供电可靠性。传统配电网接线模式是否能适应微网用户的实际需要已成为电网规划中的棘手问题。为此,完成了基于接线模式的配电网规划,并通过建立隶属度函数从最大短路电流、最大支路电压降落、系统平均供电可靠率指标、单位负荷年费4个方面对含微网以及不含微网的各种配电网接线模式进行综合评价,由此给出含微网的配电网接线模式推荐意见。评价结果表明,从"单位微网容量(成本)对可靠性提升幅度"这个角度来看,单电源辐射状接线模式更适合使用微网的供电区域,如果从"综合评估最优"这个角度来看,不同母线出线连接开关站这一接线模式能最大限度地满足重要用户对于供电质量的需求。     

基于时序模型的含孤岛运行配电网供电能力评估

合理的孤岛划分对于优选负荷转移方案,进而保证持续供电能力有着重要影响,因此从供电能力角度评价孤岛划分方案十分必要。文中计及分布式电源(DG)与负荷时序特性,提出含孤岛运行的配电网供电能力评估指标体系。针对微网运行方式不同,将评估体系分为含微网的配电主网和孤岛运行微网两部分,选择、设计差异化指标,新增"供电能力合格率"与"供电峰谷差下降率"两项指标,用于分析影响供电能力的DG配置、负荷特性等因素。在多种场景下,对修改后的PGE69节点系统进行供电能力评估,分析对比表明该指标体系能全面、有效地从供电能力角度实现对孤岛划分方案的评估。     

考虑综合效益的低压配网台区无功补偿评估方法及其应用

目前低压配网台区无功补偿方案效益评估主要偏向经济效益而忽略电压质量问题,导致无功补偿方案优劣评估只考虑初始投资问题,本文提出了一种从电压质量及经济效益两个方面对低压配网台区无功补偿综合效益进行评估的方法。首先,建立电压质量指标体系并且对每一指标进行描述及定义,同时对无功补偿装置在使用过程中成本费以及节省的网损费分别进行评估,将产生净收益作为经济效益指标;然后,从无功补偿点和补偿容量两个维度设计不同的无功补偿方案并且对不同方案的综合效益进行比对;最后运用本文提出指标对实例进行分析,结果验证本文方法能够直观评估不同无功补偿方案综合效益优劣。     

计及可靠性含M-V-U的配电网动态重构

大量新能源及新型负荷的接入,传统基于时间断面的配电网静态重构将难以适用于新型配电网络。提出了含电动汽车充电设施微电网(M-V-U)的新型配电网可靠性最优化方法。首先,建立了含电动汽车充电设施的微电网结构模型,并对其运营策略进行分析。选取了系统平均停电频率指标、系统供电不足率指标和系统有功网损指标,并建立各指标的满意度评价函数,使各指标量纲统一。在此基础上,建立了含M-V-U的配电网可靠性最优化模型,并在四种典型场景下对模型进行优化,仿真结果验证了文章所提方法及模型的有效性及正确性。     

风机/同步机混合微电网并网运行研究

将分布式发电系统以微网的形式接入大电网并网运行是电网未来的发展方向.基于PSCAD/EMTDC电力系统仿真分析软件,建立了包含风力发电机和小型永磁同步发电机的微电网模型,研究了微电网在不同模式下,配电网和各微电源的运行状况,以及其转换过程的对电网的影响.结果表明,这种微电源配置可以满足并网运行条件下微电网各种模式的运行...