新型电力系统背景下配电网分布式光伏可接入容量研究

通过分析分布式光伏电源的发展条件、出力特征和配电网负荷特性,研究了分布式光伏电源出力与配电网负荷的相关关系。构建了分布式光伏可接入容量“347”评估体系对七类分布式光伏接入典型场景开展负荷调研,利用安全可靠性、电能质量、运行经济性三个维度指标量化评估模型分别对台区、线路、变电站、区域电网开展分布式电源接入容量评估。     

分布式发电作为备用电源的优化配置

通过计算不同分布式电源配置方案的年发电费用、用户停电损失、环保成本,建立了综合经济性、可靠性、环保性评估的分布式电源优化配置模型。基于电力不足概率对分布式电源配置方案进行可靠性评估,给出不同可靠性目标下的最优配置方案,并对用户不同停电成本对配置方案的影响进行了敏感性分析。同时,将分布式电源对环境的影响也纳入了优化评估中,考虑了SO2 和NOx 等各种污染气体的排放特性,以及不同地区环保成本差异对优化配置结果的影响。算例分析表明,该模型能够全面评估各种分布式电源的性能,并针对不同用户的可靠性和环保要求提出了最优配置方案。     

分布式光伏边界渗透率快速定位及消纳方案择优

随着分布式光伏在中低压配电网中的快速发展,评估分布式光伏的消纳能力成为配电网规划和运行工作的基础。提出了基于分布式光伏最大渗透率快速计算及不同消纳方案综合择优的消纳能力评估方法。首先,聚焦于节点电压约束以及线路载流量约束,针对每一个分布式光伏数量、安装位置的场景,应用二分法快速计算分布式光伏在该随机场景下满足节点电压约束的最大渗透率,克服了传统随机场景模拟法中迭代容量线性增加带来的效率低、计算时间长等问题。其次,分析了分布式光伏数量和不同安装位置对边界渗透率的影响,最后通过对日均电压偏移率、日均电压上限安全裕度、日网损和分布式光伏消纳容量4个指标的综合计算,筛选出综合满意度最优的分布式光伏消纳方案。所提方法应用于承德市某实际配电系统,验证了所提方法的有效性。     

考虑不同控制策略的独立型微电网优化配置

独立型微电网往往包含多种分布式电源和储能装置,协调运行与控制十分复杂,采用不同的控制策略会对其运行工况产生较大的影响。文中充分考虑独立型风光柴储微电网的不同控制策略,计及设备投资成本、运行和维护成本、燃料成本及置换成本,建立了基于不同控制策略的独立型风光柴储微电网优化配置模型,以供电经济性和环保性为优化目标,采用改进型非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)寻求优化控制策略下电源类型及其容量的最优配置方案。结果表明该方法可以全面评估不同控制策略对优化配置的作用与影响,以及不同配置方案下的经济性与环保性,从而为用户优化设计提供必要的依据。     

分布式光伏电站接入配电网继电保护配置研究

正分布式光伏电站接入配电网后,改变了配电网单电源、放射式的结构,潮流的流向趋于多样化。当配电网发生故障时,原有的继电保护配置会受到显著影响,如断路器发生拒动、误动及重合闸不成功等现象。分析了工程中常见的10 kV电压等级并网的分布式光伏电站的两种典型方案,在"保证系统侧保护可靠性,简化光伏侧保护配置"的原则下,给出了两种典型方案的保护配置。最后通过一个实际工程案例的保护配置及整定计算,验证了配置方案的可靠性和经济性,对分布式光伏电站的并网接入提供了一定的参考依据。     

分布式光伏-储能系统的经济性评估及发展建议

基于目前中国分布式光伏政策及储能发展现状,对分布式光伏系统和分布式光伏-储能系统2类系统在中国发展的经济性进行了评估,并基于评估结果,为促进其发展提出了建议。给定分布式光伏-储能系统结构和运行方式,建立了经济模型;以天津市光照条件为例给出光伏系统年出力曲线,区分分布式光伏系统和分布式光伏-储能系统这2类系统,在单一电价模式下以及分布式光伏系统分时电价模式下,对2类负荷特性不同的用户的经济性进行评估和比较,发现光伏系统和储能成本、电价模式及负荷特性均是影响用户安装光伏-储能系统的经济性的重要因素,不同用户适合安装的系统类型不同;建议从降低系统成本、实施分时电价和对用户分类等3个角度,推广和发展分布式光伏-储能系统。     

含多种分布式能源的独立微网优化配置研究

考虑微网系统以及分布式能源发电具有随机和不确定性的特点,提出含分布式能源的独立微网优化配置问题。构建含太阳能光伏发电、风力发电、柴油机、蓄电池储能等多种分布式电源的微网系统,设计了系统结构图,并运用HOMER软件进行仿真分析。针对微网系统的可靠性和经济性,结合仿真与调试的结果,确定最终含分布式能源的独立微网优化配置方案。     

计入光伏发电的电力系统分时段随机生产模拟

随着光伏发电并网容量的不断提高,其对电力系统规划运行,以及可靠性、经济性等方面的影响日益突出。利用自回归滑动平均(auto regression moving average,ARMA)模型对光照辐射强度进行预测,结合光伏出力特性和聚类理论建立了光伏出力多状态随机预测模型,并计入光伏系统自身故障的影响,基于等效电量函数法分时段对含有光伏的电力系统进行随机生产模拟。采用EPRI-36测试系统验证了分时段随机生产模拟方法的正确性,并基于此方法分别从经济性、可靠性等层面分析了光伏并网对电力系统的影响。     

考虑光伏电源可靠性的配电网无功电压调控策略

光伏电源主动参与配电网无功调控会增大光伏逆变器输出电流,导致绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)最大结温升高、结温波动加剧,严重影响光伏电源的可靠运行。为了实现光伏电源无功主动支撑,同时保证光伏电源可靠运行,提出考虑光伏电源可靠性的配电网无功电压调控策略,采用基于任务剖面的IGBT可靠性评估方法,实现光伏逆变器中IGBT可靠性的量化评估;考虑分布式光伏电源无功支撑能力,建立基于IGBT最大结温、配电网网损、光伏有功削减的有源配电网多目标无功优化模型,通过线性化与二阶锥松弛将非线性非凸模型转化为二阶锥规划模型,实现模型快速求解;利用IEEE 33节点典型配电系统与实际配电系统验证了所提策略在提升光伏电源最小寿命、平均寿命、可靠性等方面的有效性。     

基于概率潮流法的含分布式光伏的配电网电压状态评估

为克服高渗透分布式电源接入所导致的传统配电网运行状态评估方法存在盲区的困难,对计及分布式电源随机特性的配电网电压质量的状态定量评估方法进行研究。首先引入一种半不变量结合Gram-Charlier级数展开的概率潮流计算方法,并建立含系统电压平均越限概率、节点电压置信区间和节点电压最大越限概率指标的评估体系。然后以分布式光伏为代表,构建了其有功出力服从Beta分布的概率模型,并定义一种改进的计及光伏波动特性的光伏渗透率指标,由此定量评估不同光伏渗透率对配电网电压质量的影响。最后验证该算法用于配电网电压质量状态评估的可行性。