基于光伏消纳能力模拟评估的配电网最优消纳方案规划选择

随着光能利用率的日益提升，配电网就地接入光伏愈发普遍，而大量分布式光伏并网则造成电压越限、消纳困难、经济效益低等诸多方面的问题。面对目前光伏优化配置的光伏接入总量，接入节点选择，节点容量配比的三大不确定难题，提出一套配电网光伏消纳能力模拟评估及消纳方案择优的方法。首先在分析配网线路结构角度的基础上定义节点全局电压影响度，据此衡量各节点接入光伏对全局电压的影响；然后基于蒙特卡洛法提出光伏消纳方案随机模拟与消纳能力近似评估的方法，并通过基于节点全局电压影响度设计的光伏接入节点位置抽样方法来提高模拟评估的效率和精度；最后综合考虑各候选最优消纳方案的近似最大消纳容量、年运行电压越上限指标及年均投资效益，采用逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)选出经济性和安全性最优的方案。基于IEEE33节点系统算例分析，有效验证了所述方法的适用性。     

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。     

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。     

考虑光伏消纳能力的配电网规划方案优化

分布式光伏接入背景下配电网发展规划是当前研究的重点。文中首先采用基于粒子群优化方法对配电网最大分布式光伏消纳能力进行评估,并与现有分析方法的性能进行了比较。采用基于全寿命周期管理的方法对配电网发展规划方案进行经济性评估,给出了规划方案全寿命周期成本分解模型,以提高单位光伏发电消纳能力的投资为指标对发展规划方案进行优化。通过具体算例说明了所提出方法的应用。为高渗透率分布式光伏接入的配电网运行和规划提供了参考。     

光伏高渗透率下配网消纳能力模拟及电压控制策略研究

随着大规模分布式光伏系统并入配电网,配网渗透率不断提高。光伏出力与负荷的不平衡导致线路中出现逆向潮流,引起电压越限。采用蒙特卡洛随机法模拟配网大规模光伏接入的情景,从单渗透率和整体两方面对模拟结果全面分析以充分评估配电网的光伏消纳能力;提出利用光伏系统逆变器的控制措施缓解并网节点的电压越限问题,进而提升配电网光伏消纳能力,通过计算电压灵敏度矩阵为所有并网逆变器分配无功补偿量,辅以有功缩减改善光伏并网特性。通过Matlab搭建IEEE33节点系统,仿真结果表明所述方法的有效性和可行性。     

一种有源配电网分布式光伏消纳能力评估方法

受太阳光照变化的影响,分布式光伏电源存在间歇性和波动性的问题,其接入有源配电网后给配电网稳定运行带来了一系列不利影响,因此研究有源配电网的光伏消纳能力问题对维持有源配电网安全运行至关重要。通过对分布式光伏电源接入电网对有源配电网电压偏差和系统网损的影响进行研究,设置的2个目标函数分别是分布式光伏电源接入功率最大量和系统网损,以电压偏差作为约束条件,建立关于IEEE33节点的有源配电网分布式光伏消纳能力评估模型,用于评估有源配电网的光伏消纳能力。根据评估结果,提出动态自适应粒子群算法,对有源配电网进行求解,并且与传统的粒子群算法进行比较,结果表明,该算法求解结果更加精确,误差较小。     

分时电价提升配电网光伏消纳能力多目标优化策略

高比例分布式光伏接入配电网引起电压越限等问题限制了配电网的光伏消纳能力,为此建立了用于提升配电网光伏消纳能力的优化模型。首先,分析分布式光伏接入对配电网电压分布的影响;其次,建立分时电价优化模型和分布式光伏接纳优化模型用于提升配电网光伏消纳能力。分时电价优化模型为基于分时电价提升用户用电功率和降低用户用电成本的多目标优化模型,约束条件包括用户用电功率约束和电价约束;分布式光伏接纳优化模型基于分时电价优化模型计算结果,目标函数为配电网光伏消纳量最大,约束条件包括分时电价优化模型计算得到的配电网用电负荷和线路潮流约束。最后,以某一实际配电网系统为算例,计算结果表明经过2个模型优化后配电网可以有效提升光伏消纳能力。     

无功电压优化对新能源消纳的影响

大规模风电和光伏接入电力系统将会加剧配电网节点的电压波动,而无功电压优化能有效改善系统的电压水平。该文首先对双馈风机的无功调节能力进行分析,建立了无功优化对配电网电压和新能源消纳的影响模型。考虑到风电和光伏等分布式电源存在一定的无功余量,具有一定无功调节能力,利用这些无功余量进行无功优化,将节点电压和额定电压偏差的方差作为目标,建立了无功电压的优化模型。在常规粒子群算法基础上,使用智能粒子数控制提高计算效率。最后,通过IEEE 33节点系统对模型进行了多场景仿真分析,结果表明所提出的无功电压优化模型可以起到改善系统电压质量,提高消纳能力的作用。在高渗透率场景下,系统可以利用风电光伏的无功余量对系统电压水平进行优化,在提高系统电压水平的同时保证新能源的消纳。新能源接入的位置不同,无功电压优化对其消纳的影响也不同。     

考虑电压约束的10kV配电网光伏容量评估

光伏电源接入配电网将影响配电网的潮流和电压分布,大量光伏接入可能引起电压波动甚至越限,影响电网设备安全和运行可靠性。对此,提出一种考虑电压约束的10 kV配电网光伏容量评估方法,该方法在10 kV配电网光伏容量线性化评估模型基础上,根据实际线路参数建立典型线路,由此分析可消纳光伏容量对不同线路参数的灵敏度,再由多元线性回归获得10 kV配电网光伏容量线性化评估模型的评估参数,由具体的评估参数即可计算相应10 kV配电线路可消纳的光伏容量。仿真结果表明,该方法在实际线路中的应用效果明显,能快速准确地评估不同配电网可消纳的光伏极限容量。     

面向分布式光伏消纳的中压配电网储能规划模型和求解方法

“双碳”背景下,配合分布式光伏规划开展储能规划是目前地市供电公司规划部门的重点工作之一。文章提出了面向分布式光伏消纳的中压配电网储能选址定容实用化模型和求解方法。首先利用生产模拟仿真分析分布式光伏并网对配电网的影响;其次基于鲁棒思想提出了场景削减方法,选取分布式光伏对配电网影响严重的场景集;最后提出了中压配电网选址定容的线性优化模型,以储能每小时最大充放电功率(电量)最小为目标,利用灵敏度系数法将线路过载和节点电压越限约束表达成储能充放电功率的线性函数。对改进的IEEE 33节点系统进行案例分析,研究表明文章提出的求解方法将双层优化问题化简成为单层优化问题降低了问题的复杂度,场景削减减少了约束条件数量,线性优化能快速有效地确定储能的位置和容量。     

基于电压灵敏度的配电网光伏消纳能力随机场景模拟及逆变器控制参数优化整定

随着高密度分布式光伏接入配电网,合理评估配电网的光伏消纳能力成为研究热点。采用基于电压灵敏度的随机场景模拟法进行配电网光伏消纳能力评估,选取年典型场景代替年时序仿真,并利用类正态概率分布抽样以提高仿真精度及效率。利用光伏发电系统自身的各种智能控制措施能有效改善光伏并网引起的过电压现象,可进一步提高光伏消纳能力。通过光伏并网逆变器的Volt/Var 6点控制方式进行电压就地分散式调节以改善光伏发电并网特性,以配电系统全年电压偏差及无功调节量最小为目标,运用粒子群算法进行各逆变器无功电压控制参数的整定。通过OpenD SS搭建IEEE 33测试系统,仿真结果表明了所述方法的有效性及可行性。     

考虑多种调压措施的分布式光伏消纳能力研究

随着分布式光伏的大量并网,电压越限成为限制其大量接入的重要因素。针对光伏接入引起电压越限的情况,研究了多种调压措施对配电网光伏接纳能力的影响。首先,从电压不越限、潮流不过载等约束条件出发,建立了分布式光伏消纳模型。其次,分析了加入调压措施对分布式光伏消纳能力的影响。最后,采用试探法求解了不加调压措施前和加入调压措施后光伏的最大准入容量。以IEEE33节点配电系统为仿真算例,分析了限制各个节点光伏容量增加的原因。仿真结果表明,考虑调压措施可以有效地提高分布式光伏的消纳能力,避免电压越限的发生。     

考虑主动管理的配电网分布式光伏并行优化配置

主动管理技术的快速发展为分布式光伏发电大规模接入配电网提供了可能。将主动管理与分布式光伏优化配置相结合,以分布式光伏的安装位置、容量和主动管理措施为决策变量,建立以分布式光伏能量渗透率最大和电压偏差最小为目标函数的优化配置模型;利用基于二分K-均值聚类的多场景分析法处理光伏出力和负荷的不确定性及时序特性,克服K-均值聚类场景缩减对初始质心选取敏感的缺陷;提出基于并行计算的多场景分析和多目标分子微分进化算法对优化模型进行求解,得到配电网分布式光伏最优配置方案及主动管理策略。IEEE 33节点配电系统仿真结果表明,所提优化配置方法可有效提高分布式光伏消纳量并保证供电质量。     

计及光伏消纳率的分布式光伏电源双层多场景规划

针对当前配电网中由于分布式光伏电源规划不合理而导致较为严重的弃光问题,研究构建了新型计及光伏消纳率的分布式光伏电源双层多场景规划模型。其中外层规划模型以光伏投资者年净收益最大为目标优化光伏电源的安装容量,内层规划模型则以光伏年消纳率最大为目标对光伏电源的出力削减量进行优化。然后,基于多场景分析和改进K均值聚类方法进行场景缩减,并利用分子微分进化算法求解上述双层规划模型。最后以IEEE 33节点配电网系统为例进行计及光伏消纳率的分布式光伏电源规划,结果验证了所提规划模型及求解方法的优越性。     

计及电压波动约束的光伏电源最大可接入容量分析

分布式光伏电源无约束接入将会造成配电网潮流变化,引起电压偏差、电压波动等问题,如何合理地确定与提高光伏电源并网容量成为调度人员关注的焦点。在充分考虑静态安全指标约束与电压波动指标约束前提下,考虑光伏电源不同功率因数运行工况,建立了分布式光伏电源最大可接入容量的优化模型。基于IEEE标准节点算例,分析了分布式光伏电源的可接入容量范围,并有效计算各节点最优可接入容量值,为小规模电网中分布式光伏电源的接入规划提供合理的决策方案。     

考虑多影响要素的分布式光伏接入配电网馈线位置及容量研究

文章针对光伏电源出力的波动性可能带来的配电网电压波动问题,结合光伏电源一次能源特性,开展了分布式光伏对配电网馈线电压波动影响机理的一般性分析,提出了10 kV馈线可接入的最大光伏容量的估算公式;在此基础上总结了包括接馈线结构、线路型号、供电范围、线路负荷分布等在内的并网相关影响因素,构建了综合考虑所提影响因素的分布式光伏接入配电网馈线典型场景。基于所提场景的仿真分析,给出了分布式光伏接入配电网馈线位置的推荐方案以及分布式光伏接入馈线的各影响因素影响大小的评估结果。     

基于时序电压灵敏度的ADN分布式光伏选址及定容评估

随着分布式光伏的快速发展,如何确定主动配电网中分布式光伏的安装位置及最大准入容量成为促进新能源消纳良性发展的研究热点.由于分布式光伏的接入会对配网电压产生很大影响,首先提出时序电压灵敏度指标,从电压角度得到分布式光伏的候选安装节点.其次,构建源荷不确定性时序场景集,建立计及不确定性的分布式光伏准入容量评估模型,并基于鲁棒线性化思想及对偶理论将模型转化为混合整数线性规划模型,以便模型的求解.通过Matlab搭建IEEE 33节点系统,仿真结果证明了所建模型的适应性及有效性.     

计及储能系统的馈线光伏消纳能力随机场景分析

基于某一实际系统馈线,结合当地实际负荷及光伏规划容量,利用随机场景方法,通过分析系统馈线的最大光伏消纳能力,指出该馈线的光伏消纳能力不能满足规划要求;引入铅酸储能系统,在馈线的光伏消纳能力达到要求的情况下利用局部L指标和粒子群优化算法对铅酸储能定址定容。通过对比仿真进一步验证了储能可以大幅度提高馈线的光伏消纳能力,具有改善馈线系统稳定性的作用;同时,适当弃光不仅可以有效减少储能安装容量、节约成本,而且使得馈线系统电压更加稳定。     

新基建负荷与光伏接入下配电网可开放容量评估及优化

随着新基建概念的提出,以5G基站、电动汽车为代表的新型负荷大规模接入城市电网中,对电网的安全与经济运行产生了显著影响。为了评估城市电网对新基建负荷的容纳能力,提出一种基于负荷增长需求与配网承载能力的配电网可开放容量评估方法,该方法在新基建负荷及分布式能源接入条件下计算各负荷节点所能增供负荷的总额作为可开放容量。在考虑电压、潮流等约束的条件下,采用二阶锥松弛方法实现模型的快速优化求解。此外,考虑到分布式光伏接入位置和顺序对可开放容量的影响,将以可开放容量最大为目标按照动态规划的方法进行求解,对分布式光伏的并网位置进行优化。在某地区配电网网格中进行了仿真分析,结果表明,所提方法可以有效评估城市配电网网格的可开放容量水平,并通过调整分布式光伏的接入位置实现了可开放容量的动态优化。     

海南电网分布式光伏消纳能力评估

利用DIgSILENT/PowerFactory仿真软件,从电能质量、经济运行、继电保护等方面研究了分布式光伏接入对海南电网的影响。基于系统的安全经济运行约束,对海南电网常见典型接线形式的多种运行方式进行了消纳能力评估。结果表明,各类典型配电网的消纳能力为相应配电网峰荷的20%~40%;制约配电网消纳光伏发电的主要因素为中压配电网功率因数下降和低压配电网三相不平衡。