大规模光伏电站接入电网对配电网稳定性影响研究

针对光伏并网后的配电网稳定性问题,通过绘制P-V曲线,分析了光伏电站接入对配电网静态电压稳定性影响,利用DIgSILENT平台构建了光伏发电系统暂态仿真模型,分析了光伏电站并网点三相短路故障及光伏电站出力波动对系统暂态电压稳定性的影响。仿真结果表明:光伏电站并网点与配电网联系越紧密,静态电压稳定性越好;故障清除时间越短,光伏电站对系统暂态稳定性影响越小;影响系统稳定性的最主要因素是光伏电源有功输出波动。     

电压骤升场景下光伏并网系统的小干扰稳定性分析

针对电网电压骤升后光伏电站并网点电压远高于额定值运行的场景,研究光伏变流器基于自身无功容量对并网点电压进行调节时光伏并网系统的小干扰稳定性变化。首先,从电力系统功率传输理论的角度推导得到并网点电压/无功灵敏度,给出并网变流器抑制光伏电站并网点电压升高的机理;其次,建立光伏并网系统的小信号模型,并据此对光伏系统无功电压调节前后进行特征值分析。研究结果表明,电网电压骤升后增加并网变流器吸收的无功功率有助于改善光伏系统的小干扰稳定性。最后,通过时域仿真验证了本研究结论及其理论分析的正确性。     

光储联合电站建模与仿真

为解决光伏电站发电的波动性与不稳定性,介绍了光伏电站与全钒液流电池储能电站联合运行的系统结构,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,建立了光伏电池、光伏控制系统、全钒液流电池及其控制系统的电气模型,对并网及故障模式下光储联合电站系统的运行情况进行了仿真研究。结果表明,光储联合电站运行时储能系统能很好地平抑光伏电站的输出功率波动,故障模式下能维持光伏电站的稳定运行。全钒液流电池储能电站可提高光伏电站运行的经济性与可靠性,同时增强了光伏电站输出的可预测性。     

大型光伏电站电压稳定性研究

文章在充分考虑大型光伏电站内部各环节参数影响的基础上,对大型光伏电站进行等效建模,分析大型光伏电站并网点和站内各节点的电压稳定性。分析结果表明:大型光伏电站并网点处易发生整体低电压脱网,无功补偿能提高并网点电压及其稳定性;集电线路的电阻导致距主变压器越远的光伏发电单元节点电压越高,外部扰动易导致最远处的光伏发电单元首先发生高压脱网,严重时其余各单元会发生高电压连锁脱网。仿真结果证明了分析结论的正确性。     

基于混沌粒子群算法的光伏电站站内无功优化

光照强度的变化不仅会造成光伏电站并网点电压波动,而且可能会导致光伏发电单元出口电压越限,呈现较大的时空分散特性。并且随着光伏有功出力增加,光伏电站的稳定性会下降。针对上述问题,在建立大型光伏电站的模型上,采用改进的混沌粒子群算法对光伏电站进行多目标无功优化,以均衡光伏电站站内节点电压,提高其稳定裕度,并降低有功网损为目标,仿真验证所提方法的正确性。通过求解向量组的极大线性无关组判断粒子的进化方向,有利于粒子保持多样性。     

光伏发电系统输出功率特性分析及其平滑控制研究

为解决光伏发电系统受光照、温度等外部环境因素影响大、输出功率波动频繁以及并网电流谐波含量大等问题,在分析光伏并网发电系统输出功率特性的基础上,提出一种基于蓄电池和超级电容复合储能的并网功率平滑控制策略。详细分析不同光照、温度环境下系统输出功率的特性及其对电网的影响,给出复合储能型光伏并网发电系统的实现方案,并提出改进的系统并网控制方法,实现系统并网功率高、低频波动分量的平滑控制。仿真结果表明:该控制策略能有效平抑系统输出功率波动,同时降低并网电流的谐波含量。     

户用光伏接入对配电网电压影响及优化研究

户用光伏的随机性和波动性是制约网络消纳的关键因素,高比例的户用光伏并网将影响区域网络的静态电压稳定。文章通过户用光伏系统分析,研究了户用光伏接入对配电网电压波动的影响;并提出基于遗传算法的含户用光伏配电网无功优化方法;最后,利用IEEE33节点配电网模型,针对不同渗透率下户用光伏接入配电网进行仿真实验,验证了所提含户用光伏配电网无功优化方法的可行性与准确性,可有效解决配电网电压波动问题。     

并网光伏发电系统动态特性的对比分析

大量光伏电站的并网,相应地带来并网稳定性、自身抗扰动性等相关问题。由于单级型光伏并网系统和双级型光伏并网系统的拓扑结构不同,其并网运行的动态特性也不尽相同。文章基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件,分别搭建单级型和双级型光伏并网系统模型,并对比仿真了光照扰动与电网电压跌落扰动下两种光伏并网系统的动态特性,单级型光伏并网系统更适合于大中型光伏电站。     

考虑光伏出力预测误差修正的储能优化配置方法

首先,基于k均值聚类和Copula理论建立不同天气类型下光伏出力的条件预测误差分布模型,并利用该模型修正储能运行时序模拟算法中的光伏出力预测值;其次,以跟踪光伏电站计划出力为控制目标,并以光伏电站寿命周期内年均收益最大为经济性优化目标,综合考虑储能全寿命周期成本、偏离计划出力的惩罚成本和光伏电站收益,采用粒子群算法和时序模拟计算法搜索最优的储能配置方案。最后,以安徽某地额定容量为100 MW的光伏并网电站储能配置方案为例,对所提出的方法进行验证。仿真算例表明,考虑修正与不考虑修正的情况相比,光伏电站的经济性得到提高,所需储能的功率和容量减小。     

面向配电网优化的混合储能系统控制策略

文章提出一种面向配电网优化运行的混合储能系统控制策略。首先建立光伏-混合储能系统柔性并网模型,针对配电网"源-网"经济运行和节点电压优化目标,提出光伏-混合储能系统参与配电网优化运行策略,获得混合储能最优目标功率;然后根据荷电状态及其充放电状态,提出混合储能多目标分频和内部能量协调控制策略,合理分配蓄电池和超级电容器的充放电功率。仿真结果表明,该策略不仅可以有效实现配电网经济运行和节点电压越限治理,而且能够充分发挥不同储能介质的技术特性,延长混合储能系统的运行寿命。     

A power allocation strategy of a hybrid energy storage system for a PV grid-connected system

针对光伏并网系统中光伏微电源出力的波动性和间歇性,将蓄电池和超级电容器构成的混合储能系统HESS（hybrid energy storage system）应用到光伏并网系统中可以实现光伏功率平滑、能量平衡以及提高并网电能质量。在同时考虑蓄电池的功率上限和超级电容的荷电状态（SOC）的情况下,对混合储能系统提出了基于超级电容SOC的功率分配策略;该策略以超级电容的SOC和功率分配单元的输出功率作为参考值,对混合储能系统充放电过程进行设计。超级电容和蓄电池以Bi-direction DC/DC变换器与500 V直流母线连接,其中超级电容通过双闭环控制策略对直流母线电压进行控制。仿真结果表明,所提功率分配策略能对混合储能系统功率合理分配,而且实现了单位功率因数并网,稳定了直流母线电压。     

光伏电站快速频率响应技术研究及应用

随着大容量高比例的新能源集中接入电网,电源结构发生较大变化,电网可用的快速频率响应资源逐步减少,同时大规模新能源基地通过特高压直流外送规模不断扩大,若出现大功率直流闭锁将对电网频率安全造成严重威胁,电网的调频压力及安全运行风险不断增大,亟需新能源参与电网快速频率响应,提升大电网频率风险防控水平。介绍了新能源电站快速频率响应性能要求,面向已有或新建的光伏电站,提出了快速频率响应典型方案,开发了新能源电站一体化控制系统,并在光伏电站开展了示范应用,实现了电站AGC/AVC和快速频率响应功能的集成,达到了光伏电站对电网频率和电压主动支撑的目的。     

多场景下光伏-双单元储能系统协同平抑功率波动控制策略

光伏发电的间歇性和随机性是制约其大规模发展的主要因素,由此文章提出一种适用于多场景的光伏-双单元储能系统协同平抑功率波动控制策略。首先,针对光伏电站多个典型出力场景,并结合并网限制要求,对光伏原始功率信号进行变分模态分解,求得并网目标功率和储能需求功率,并利用阈值补偿方法缩短计算时长;然后,通过协调互补的双单元储能系统对储能需求功率进行消纳,使得各储能单元能够在标准充、放循环深度内独立承担任务;最后,在Matlab平台上对所提信号分析算法的平抑效果,以及光伏-双单元储能系统协同平抑功率波动控制策略的普适性进行仿真验证。仿真结果表明,在多个典型场景下,所测得的并网目标功率均满足并网限制要求,所选的分析算法可有效平抑光伏出力的波动,该协同控制策略能够保证双单元储能系统的长期稳定运行,大幅度提高了光伏并网的可靠性。     

基于指标关联的分布式电源并网规划策略

为解决新能源并网时的电源规划与风光消纳问题,考虑风光能源功率波动特性并计及储能单元提出一种计及风光协调出力的电网规划策略.综合考虑电压波动、新能源消纳及新能源发电效益建立多指标规划模型,采用引入指标关联策略的粒子群优化方法对模型进行求解,确定分布式电源及储能的位置和容量.进一步分析优化方案在电能质量方面的规划效果,统计...     

集群光伏电站一次调频参数经济优化设计方法

针对集群光伏电站参与电网一次调频,提出一种可实现光伏电站经济性最优的一次调频下垂参数优化设计方法.通过模拟同步发电机一次调频的下垂控制,设计考虑减载率与左右下垂系数3个参数的光伏集群参与一次调频的控制方案.在建立单一光伏电站调频参数优化模型的基础上,通过K均值聚类实现光伏集群规模化一次调频参数的降维优化设计.最后,以5...     

基于混合储能的并网光伏发电系统功率控制研究

针对并网光伏发电系统输出功率的波动,提出利用混合储能系统对功率进行平抑.介绍了光伏最大功率跟踪和并网逆变的控制,为实现发电和并网功率的匹配,考虑蓄电池和超级电容器各自特性的优势,对混合储能系统提出了三级式功率分配策略;通过设计相应的控制方法和以功率分配单元的输出功率作为参考值,混合储能系统控制变换器进行合理充放电.混合储能系统不仅保证了并网功率按计划运行,而且稳定了直流母线电压、满足了随机负荷供电.通过仿真验证,三级式功率分配策略有效,控制方法可行.     

新能源发电工程储能系统容量/功率优化配置

新能源风、光发电工程中配置一定容量的储能系统,可以显著提高新能源发电的消纳水平。储能系统的容量/功率的优化配置可最大程度提高储能系统利用效率和经济性,同时将新能源风电、光伏的弃电率降低到设定的目标值。提出以全生命周期内储能系统净现值最大为目标,综合考虑储能系统全生命周期内投资、运维成本、购电成本、售电收入、充放电效率、荷电状态、储能电池寿命、弃电率等多种因素的储能系统容量/功率优化配置方法,并以青海某工程1 030 MW光伏阵列和250 MW风电场的运行数据为例,计算得到该新能源风电、光伏发电工程中净现值最大的储能系统容量/功率配置,使整个储能系统获得最优的经济性。     

风光并网对河南电网系统稳态影响

大规模风光发电并网是未来电网发展的必然趋势,然而,风光发电功率的强间歇性与随机性势必会对电网的稳定运行和优化控制带来影响。以河南电网冬季大运行方式下的规模风电、光伏电源联合接入电网为研究背景,利用连续潮流法,计算在新能源发电接入系统后的区域电网潮流分布;考虑区域电网未来发展趋势,逐步增加新能源的渗透率,对系统内多类型节点电压越界情况分析,判断区域内电压薄弱节点,并计算系统风电与光伏发电的最大消纳量;应用P-V曲线潮流分析方法测算出电压稳定极限及对应的有功功率,得到不同渗透率下系统所对应的静态电压稳定性;同时结合日负荷曲线,分析在目前状态下及所计算的最大渗透率下,系统任一时刻各中枢点电压水平。结果表明：在目前及新能源最大渗透率下,系统各节点电压值均处于正常范围。     

Optimal configuration for photovoltaic storage system capacity in 5G base station microgrids

Base station operators deploy a large number of distributed photovoltaics to solve the problems of high energy consumption and high electricity costs of 5G base stations. In this study, the idle space of the base station’s energy storage is used to stabilize the photovoltaic output, and a photovoltaic storage system microgrid of a 5G base station is constructed. Aiming at the capacity planning problem of photovoltaic storage systems, a two-layer optimal configuration method is proposed. The inner layer optimization considers the energy sharing among the base station microgrids, combines the communication characteristics of the 5G base station and the backup power demand of the energy storage battery, and determines an economic scheduling strategy for each photovoltaic storage system with the goal of minimizing the daily operation cost of the base station microgrid. The outer model aims to minimize the annual average comprehensive revenue of the 5G base station microgrid, while considering peak clipping and valley filling, to optimize the photovoltaic storage system capacity. The CPLEX solver and a genetic algorithm were used to solve the two-layer models. Considering the construction of the 5G base station in a certain area as an example, the results showed that the proposed model can not only reduce the cost of the 5G base station operators, but also reduce the peak load of the power grid and promote the local digestion of photovoltaic power.