考虑随机性分布式电源的配电系统潮流计算

配电系统中风力发电以及光伏发电等具有随机性的分布式电源容量的不断增加,使配电系统潮流变化具有一定的随机性。根据风电系统以及光伏系统的变化规律建立了风电以及光伏的随机等效模型,利用三点估计法进行了含随机分布式电源的概率潮流计算,并利用Gram Charlier级数得到相关变量的概率密度分布函数,通过对IEEE33节点进行仿真说明了方法的可行性。     

DG出力不确定性对配电网影响力分析的复仿射数学方法

风力、光伏发电受天气变化影响,功率输出具有随机性和不确定性。大量风力、光伏发电系统以分布式电源形式接入配网,导致了配电网潮流的不确定性。采用仿射数表达分布式电源出力的不确定性,提出了基于仿射数学的三相前推回代仿射潮流算法解决配电网不确定潮流问题。仿射数能够记录不确定变量之间的相关性,利用此性质提出了不确定变量相对影响力指标。采用33节点典型配电系统进行验证分析,结果表明,所提指标能够定量分析分布式电源出力不确定性对配电网各节点电压的影响情况。     

考虑分布式电源灵活接入下的配电网风险评估

随着大量分布电源接入配电网,其出力的随机性和波动性给配电网稳定运行带来不可避免的影响。基于风电、光伏等分布式电源出力的概率分布模型和半不变量法概率潮流算法,考虑分布式电源间出力的相关性,进行分布式电源灵活接入下的配电网节点电压和线路潮流分布特性分析,并提出系统综合越限风险指标,实现了配电网运行风险评估。应用IEEE 34节点系统,考虑风电、光伏2种分布式电源的接入位置、容量和安装比例等灵活性,验证了所提方法的有效性。     

含分布式风光电源的配电系统故障恢复策略

具有随机性的风力发电和光伏发电接入配电系统对配电系统的故障恢复有很大的影响。建立了风电场异步电机的稳态模型,将异步风力发电机中的滑差修正量引入到雅克比矩阵中,计算得到含风电场的潮流分布,引入随机潮流分析风电和光伏发电对配电系统故障恢复的影响,建立以系统损耗的期望值最小和开关次数最少为指标的多目标配电系统故障恢复模型,利用基于带精英策略的非支配排序单亲遗传算法求解多目标问题,并通过IEEE 33节点配电系统进行仿真,研究结果说明模型的合理性以及方法的有效性。     

基于概率潮流的风电分布式电源优化配置

由于风电机组输出功率的随机波动性,使得基于风电机组的分布式电源并网后,给配电系统的结构和运行带来巨大变化,影响系统的安全性和可靠性。在含分布式电源的配电网系统规划中,对分布式电源进行合理选择和配置是发挥最大效益的关键。采用Weibull分布来描述风速的随机变化,并计及风电机组强迫停机率的影响,结合功率曲线,建立风力发电的概率分析模型。通过Cornish-Fisher级数交流概率潮流计算方法,分析风电和负荷的随机波动对含分布式电源配电系统的影响,利用混合整数非线性规划方法,确定风电系统的最佳接入点和注入容量使得系统有功网损最小。     

配电网中分布式储能系统的优化配置方法

分布式储能系统接入配电网可与分布式电源形成互补,弥补后者由于出力的随机性对配电网安全和经济运行造成的负面影响,还可对配电网与主网的功率交换进行调节,起到削峰填谷的作用。而对分布式储能系统接入配电网进行优化配置是实现上述作用的基础,基于此,提出了配电网中分布式储能系统的优化配置方法。首先,为处理负荷功率、风电和光伏发电的随机性,利用聚类算法得到典型日负荷曲线、典型风电和光伏发电出力曲线。其次,以储能系统投资与运行成本最小为目标,考虑接入位置、功率大小和配电网安全运行等约束条件,建立多时段非线性混合整数优化模型,并采用两层优化的方法求解模型。该方法在外层采用改进的遗传算法对储能系统的配置方案进行优化,在内层采用最优潮流算法对配置方案的储能充放电进行优化。最后,对一个含风电和光伏发电的配电系统进行测试,证明了该方法的有效性,并分析了风电和光伏发电的额定功率、负荷需求变化等因素对储能系统配置结果的影响。     

分布式光伏电源对配电网网损的影响

当配电网中接入大量的受天气条件影响而出力具有随机性、波动性和间歇性的分布式光伏电源时,必然会对配电网网损产生影响。将分布式光伏电源集中接入配电网的末端,通过仿真研究了在不同的配电网的R/X、负荷水平、负荷功率因数下,分布式光伏电源的有功出力和功率因数对配电网网损产生的影响,并提出了利用网损变化率指标来量化对配电网网损的影响程度,全面总结了含分布式光伏电源的配电网网损的变化规律。     

计及分布式发电的城市电网潮流变化规律研究

随着风力发电、太阳能光伏发电等分布式电源的并网运行,城市电网的潮流分布更加复杂。通过曲线拟合和特征值比较分析了负荷特性、风力发电和太阳能光伏发电系统出力特性及其对潮流分布的影响。仿真结果表明：城市电网的潮流分布受负荷变化的影响,同时具有规律性和随机性特征,太阳能光伏发电系统接入后会增强潮流变化的规律性,风力发电系统的接入则加大了潮流的随机变化。因此,在对城市电网进行潮流控制时,应同时考虑其变化的规律性和随机性特征。     

考虑分布式光伏电源影响的负荷预测方法研究

目前已有越来越多的分布式光伏电源并网,并将通过配电网络进行传输。由于光伏电源自身具有随机性和群发性,将对配电网的规划设计,尤其是对负荷平衡和负荷预测造成显著影响。结合杭州电网的负荷特性以及杭州地区的光伏电源发电特性,分析研究了分布式光伏电源的有效削峰容量,给出了新的电力电量平衡以及负荷预测方法,可供后续开展配电网规划设计时参考。     

低压微毫网概率潮流计算

低压微电网能大量分散地接纳光伏、风电等随机性分布式电源,且系统运行时三相不对称性较大,电源出力和负荷随机性较强。针对低压微电网以上特点提出了一种适用于低压微电网的概率潮流计算疗法。该方法首先建立了网络和元件分相模型,针对时变的具有随机波动特性的微电源出力和负荷建立了时间序列慨率模型,采用基于不动点迭代的分相潮流计算方法,通过蒙特卡罗计算微电网概率潮流,实现了存在非全相运行的低压微电网概率潮流计算。对IEEE123节点测试馈线算例进行仿真,结果表明所提方法是一种能够较好解决低压微电网潮流小对称、非全相运行、节点功率小恒定等问题的有效疗法。     

基于Copula理论的风/光出力预测误差分析方法的研究

准确预测风/光出力能够提高电力系统经济调度的可靠性。本文提出了一种新型的风/光出力预测误差分析方法,在基于点预测数据基础上,针对风电出力和光伏出力点预测精度不高的问题,采用Copula函数分别计算风电出力和光伏出力的实际值和预测值的联合概率分布,采用聚类的方法分别按天气类型和季度分析历史数据,分别对风电出力和光伏出力预测误差进行建模以提高预测精度,同时在各环境下考虑风电场和光伏电站的相关特性,使预测更加准确。以某风/光电站实际出力数据、天气、时间等为样本进行了实例研究,通过与传统预测方法进行对比验证了模型的精确性。     

基于非时序模型的新能源消纳能力评估方法

随着风电和光伏装机容量的快速增长,弃风和弃光问题日益突出,开展新能源消纳能力研究,建立消纳能力量化评估体系对电网调度的运行和控制工作有着重要的意义。文中提出了一种基于非时序分析模型的新能源消纳能力量化评估方法。该方法基于概率分析理论,首先利用阿基米德Copula函数构建了新能源理论出力的概率分布,通过负荷特性构建了系统新能源消纳空间的概率分布,进而得到了系统新能源弃电功率的概率分布。然后,再通过新能源弃电功率的概率分布计算得到新能源弃电率,评估系统的新能源消纳能力。最后,基于EPRI 36机组系统验证了所提方法的正确性和有效性,并分析了负荷、新能源装机容量、常规机组调峰率以及备用水平对弃电率的影响。     

考虑高铁负荷和风光不确定性的输电网规划方法研究

为对复杂山区含高铁负荷和风光电站的输电网进行合理规划,提出了考虑高铁负荷和风光不确定性的输电网随机规划方法。首先,对具有间歇性和冲击性的高铁负荷,通过拉普拉斯混合模型结合二项分布对其进行建模。其次,针对直流随机潮流不能计及电压分布,而交流随机潮流模型较为复杂的问题,以解耦线性潮流计算为基础,提出一种基于解耦线性化的半不变量随机潮流计算方法,并基于此构建考虑电压偏差的输电网规划模型。然后,针对输电网规划求解问题中决策变量维度高、约束复杂的特性,通过自适应地动态调整进化过程中交叉、变异概率对遗传算法进行改进。最后,对某高海拔山区铁路沿线电网进行仿真研究,验证了本模型和求解算法的正确性与有效性。     

考虑市场计划的微能源网双层优化配置方法

微能源网多能协同运行、消纳清洁能源发电的作用在“双碳”目标和新型电力系统背景下具有广泛的应用价值。但是随着风光接入规模日益增大，风光出力的不确定性势必会影响微能源网运行的稳定性。为此，本文充分考虑风光出力不确定性与相关性，提出了一种考虑市场计划的微能源网双层优化配置方法。首先，基于Wasserstein距离指标将风光概率分布最优离散化处理，采用Frank-Copula函数建立风光出力联合分布函数，生成典型日出力场景；然后，考虑电力市场与天然气市场计划经济性，建立微能源网双层优化配置模型，实现设备配置与系统运行的紧密耦合；最后，基于某地区微能源网实测数据生成典型风光出力场景进行优化计算，算例结果表明，双层优化配置方法可以降低微能源网的年化成本，增加对风光极限信息的包容性，提高系统运行的经济性与稳定性。     

基于改进样板机法的风光互补新能源电站容量配比优化

风光等新能源电站出力具有间歇性和波动性,合理的风光容量配比可以充分实现二者的互补。不准确的电站理论功率计算会影响风光真实特征的提取,进而导致较大的容量配比误差。本文在新能源电站理论功率计算所通常采用的样板机法基础上进行改进,首先对异常数据进行识别及重构,然后识别新能源电站中的异常样板机并更新样板机集合,进一步根据非样板机的实际运行情况选取动态信息窗,利用动态信息窗内样板机和非样板机的实测功率,对非样板机分组并动态识别每组非样板机的比例系数,从而计算新能源电站的理论功率。基于多年历史理论功率对新能源电站进行特征分析,模拟随机出力场景,并进行场景筛选,建立了基于源荷不匹配风险的风光配比优化方法。通过算例验证了改进样板机法的准确性,利用该方法得到西北某地区电网风、光伏电站多年的改进理论功率数据,并优化得到该地区的风光最优配比。     

风力和光伏发电短期功率预测研究进展与展望

风能和太阳能发电具有较强的波动性和间歇性,其输出功率随机变化会对供电质量和电力系统安全稳定运行带来诸多不利影响,进行风力、光伏短期功率预测具有重要意义。针对此,对风力和光伏发电短期功率预测方法和研究进展进行评述,并对提高光伏发电预测精度的不确定性理论进行了探讨,最后指出今后风力、光伏发电短期功率预测的研究方向及发展趋势。     

基于风光互补出力特性的可消纳容量研究

针对传统风电消纳方法不适用于风光互补地区消纳容量求解的问题,提出一种快速有效计算新能源可消纳容量的方法。首先在现有风电、光伏的全年出力数据的基础上,结合风电、光伏规划比例得到风光互补全年出力数据;然后计算得到风光全年同一小时有效出力值;最后结合夏、冬季典型日和供暖小负荷日3个典型日每小时系统调峰裕度,计算得到每小时可消纳风光装机容量,综合比较分析得到可消纳新能源容量。以2019年张南地区为算例,验证了所提算法的快速有效性。     

基于有效出力曲线的最大风光装机容量评估

在可再生能源占比高的电网中,可再生能源的波动性和间歇性给电网带来较多不确定因素,增加了电网规划的难度。在中长期规划中,为确保电网可以承受并消纳持续增加的可再生能源,需要对电网的最大可再生能源装机容量进行评估。为此,提出一种基于全年同一时刻有效出力的风光消纳能力评估方法,以中长期规划为出发点,从调度层面计算电网最大风光装机容量。利用历史风光出力数据得出具有该地区特征的风光有效出力,并以此建立风光消纳最大化模型。采用某地区电网数据对模型进行验证,结果表明该模型在全年尺度上具有适应性,可准确反映电网消纳风光的能力。     

含风电场系统线路负载率的概率计算法

随着风电装机容量的不断发展,风电并网技术的研究迫在眉睫。文中通过对风速概率分布进行重复随机抽样,计算得到相应的风电场输出功率,然后应用固有潮流计算方法分析系统各状态量,最后通过概率统计方法得到各状态量的概率描述。最后给出一个算例,用以验证该方法的准确性和实用性。结论表明:该方法计算方便,亦为进一步分析风电并网稳定运行提供了基础。     

基于动态Copula的风光联合出力建模及动态相关性分析

准确描述风力发电和光伏发电的动态相关性及联合出力的波动性,对风光互补系统的出力预测和经济调度具有重要意义。针对现行静态相关系数无法准确描述风光出力相依关系的问题,研究了风光出力的动态相关性,提出了基于动态Copula函数的风光联合出力模型构建方法。结合实测数据建立了8组动态与静态的风光联合出力Copula模型,用动态相关系数描述风光出力的相关性。运用拟合优度检验方法验证了动态Copula模型对比其静态模型的优越性,选出最优模型。最后将该模型应用在数据驱动的风光联合系统中,验证了其合理性与正确性。