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。     

基于可开放容量的配电网资产效率提升优化方法

随着配电系统分布式资源的高比例、大规模接入，为保障配电网的承载能力和提升各类型资源的资产利用效率，提出一种考虑多主体利益的配电网规划方法。该方法构建可开放容量计算模型，评估分布式资源并网与线路扩容条件下配电网格内剩余可开放容量大小和配置资源所需的建设成本。并将可开放容量计算模型根据Benders算法嵌入资产效率优化模型中，优化模型的整数变量可规划扩容线路和储能的位置与容量类型，非整数变量可确定光伏接入容量及储能运行情况。以网格剩余可开放容量满足未来5年负荷增长需求为限制，将光伏、储能及线路扩容总成本规定为目标函数，实现总体资源的资产利用效率最大化。同时，该优化模型为储能制定了优化运行策略，可最大程度提升储能运行收益，解决了规划结果的运行策略需求，满足实际要求。最后，利用某城区配电网网格为算例进行仿真，验证了该方法在评估资产利用效率方面的合理性以及优化结果的有效性。     

考虑分布式光伏电源与负荷相关性的接入容量分析

研究了配电网网架结构和运行工况已知的条件下,分布式光伏电源的可接入容量问题。通过分析配电网网架结构和各节点负荷的历史数据,设定分布式光伏电源接入位置和容量初始值,构建了初始相关性样本矩阵。通过分析分布式光伏电源出力与负荷的相关性,提出了光伏发电就地消纳能力指数的概念及计算方法,构建了改进型相关性样本矩阵。以系统向配电网传输功率最小为目标函数,建立了节点电压、配电网潮流为主要约束的规划模型,利用前推回代潮流算法和退火算法求解。以中山供电局马新站10 kV配电网为例,仿真及潮流验算结果表明:对于一个已知网架结构和运行工况的配电网,考虑分布式光伏电源与负荷的相关性可有效提高分布式光伏电源的接入容量。     

无协调控制条件下分布式光伏电源的可接入容量分析

为了掌握无协调控制条件下分布式光伏电源接入配电网的容量区域,建立了含负荷和分布式光伏电源的配电网分析模型。并对负荷功率和分布式光伏电源容量沿馈线各6种典型分布,共计36种组合下的电压偏差和电压波动进行了分析,运用不等式关系对分析过程进行了简化,得到了各种组合下较实际情况更严格的分布式光伏电源允许接入的容量约束条件。以10k V城市配电网和农村配电网的典型参数为实例进行了分析,结果表明所建议方法的可行性。     

考虑区域碳中和的分布式光伏选址定容

“双碳”目标的深入推进为我国能源建设与规划提出明确要求,推动了分布式光伏的飞速发展。分布式光伏可以有效调节区域碳排放架构,但不合理地接入容量和接入位置会对配电网造成不可逆转的冲击。针对分布式光伏入网对配电网的影响,提出了一种考虑区域碳排放的分布式光伏选址定容双层优化模型。外层优化以光伏运维成本最低、配电网有功功率损耗最小、电压偏差最小为目标,结合内层优化所得到的分布式光伏出力值,采用NSGA-II算法求解得到光伏的具体接入位置与接入容量;内层优化以系统综合运行成本最低为目标函数,结合外层光伏规划后的配电网网架结构,采用列和约束生成算法,求解获得该区域达到碳中和所需的光伏出力最小值,为外层分布式光伏规划提供限定条件,最终得到考虑规划区域碳排放的分布式光伏规划方案。最后,基于甘肃省某县级区域开展算例仿真,验证所提模型在降低区域碳排放量、规划区域分布式光伏资源、积极促进区域碳中和方面的可行性,为电网企业制定光伏发电规划提供了科学支撑。     

基于改进FPA算法的含分布式光伏配电网选址定容多目标优化方法

近年来配电网分布式光伏数量不断增加,不合理的分布式光伏接入位置和容量给配电网带来了极大的冲击.针对分布式光伏接入位置和容量不合理给配电网带来的影响,提出了一种以投资成本最低、网损最小、电压质量最优为优化目标的选址定容模型.结合遗传算法、混沌序列和花授粉算法求解优化模型.通过混沌序列对花粉位置进行初始化,保证种群的多样性...     

计及不确定性的含分布式光伏配电网削峰效益评估

分布式光伏接入有利于降低配电网负荷峰值,提高配电网运营效益,但由于其出力不确定性特点,导致其削峰效益难以准确评估。本文通过分析光伏出力的波动性和时序性,建立了基于净空模型的光伏出力时序模型,同时考虑负荷和光伏出力的不确定性,提出了置信削峰度指标来衡量光伏接入对配电网负荷峰值的影响,基于此,结合节点边际容量成本概念,提出了计及不确定性的含分布式光伏配电网削峰效益概率评估方法。以南方某地区配电网实际中压馈线为例进行仿真分析,结果表明:本文所提方法在考虑光伏出力不确定性的同时,能够准确评估光伏以不同位置和不同电压等级接入配电网的削峰效益,对分布式光伏的选址具有一定的指导意义。     

分布式光伏扶贫多点接入配电网最大容量分析

为解决分布式光伏扶贫项目多点接入配电网最大允许容量缺乏有效分析方法的问题,本文在总结光伏扶贫接入配电网典型模式基础上,针对分散多接入点模式,以电压偏差、线路极限传输容量及配电变压器额定容量为约束条件,建立分布式光伏扶贫接入低压配电网最大容量优化模型,提出罚函数法求解该模型的方法,针对某光伏扶贫项目最大接入容量进行定量计算。结果表明,该方法能够有效计算出低压配电网可接入的分布式光伏扶贫容量限制,可为指导分布式光伏扶贫安全、可靠接入低压配电网提供借鉴和参考。     

基于分布式光伏接入的台区可开放容量测算方法研究

分布式光伏是构建以新能源为主体的新型电力系统的重要电源之一,分布式光伏的迅猛发展给配电网的接入与消纳带来了严峻挑战。配电网台区作为分布式光伏最广泛的接入点,面临着巨大接入压力。基于分布式光伏接入台区探讨了台区可开放容量测算方法。首先分析了光伏出力和负荷的耦合特性,提出典型台区的耦合评价系数;然后基于电压约束、配电变压器经济负载分析了台区的分布式光伏可开放容量,最后进行了分布式光伏接入后的台区安全性校验。为配电网的规划、建设和运行以及分布式光伏的有序开发提供参考和依据,对新型电力系统的建设具有重要意义。     

含分布式光伏的配电网可靠性研究

通过分析含分布式光伏的配电网设施停运模型和分布式光伏出力模型,结合城市三类负荷的用电特点,建立了分布式光伏匹配度评估模型,研究了低渗透率下分布式光伏接入配电网后对配电系统可靠性的影响。结果表明,分布式光伏接入配电网可提升原有系统的可靠性水平,低渗透率情况下随着分布式光伏容量的增加,系统的平均停电时间、平均停电次数和平均缺供电量逐渐下降,系统的可靠性逐步提升。     

新型负荷及分布式电源接入配网承载能力综合评估

随着新型负荷(电采暖和电动汽车)和分布式电源逐步接入配电网,如何评价现有电网对新型负荷和高比例分布式电源接入的适应性,是电网目前重点工作之一。为此,本文提出一种含新型负荷及高比例分布式电源的配电网承载能力综合评估方法。该方法首先根据新型负荷及分布式电源的特性,选取合适的评价指标,建立新型配电网承载能力综合评估的指标体系,然后,用基于变权理论的多层次模糊综合评价算法计算指标权重,最后以某城市一条配电线路为例,对新型负荷和高比例分布式电源接入后的配电网进行了综合评估;并基于该区域评价指标的计算结果,分析出典型区域网架的薄弱环节,为后续规划工程提供依据。     

考虑负荷不确定性的分布式光伏电源最大准入功率的计算

分布式光伏电源由于其出力具有不确定性从而影响配电网潮流分布及走向。从分布式光伏电源接入位置、接入容量、配变负载率等因素出发分析了分布式光伏电源的接入影响配电网电压的机理,考虑负荷分布的不确定性,以线路电压不越限为约束条件,建立了分布式光伏电源最大准入功率的计算模型。并通过所举算例验证了该模型的合理性。并提出了提高分布式光伏电源最大准入功率的措施。     

计及关键负荷功能恢复需求的韧性城市配电网恢复方法

大停电后,利用城市配电网本地分布式电源快速恢复重要负荷,是减小停电损失、提升电网韧性的有效方法。城市中既存在需要电、水、气等各类资源共同支撑才可实现正常运转的终端用户负荷,也有如交通灯、水泵等关键基础设施负荷,且电网、用户负荷、关键基础设施负荷之间存在密切的耦合关系,需要在恢复决策时予以考虑。提出了一种计及关键负荷功能恢复需求的多时段配电网故障恢复方法。在荷侧,考虑了用户负荷功能对于电、水、气资源的需求及交通负荷用电需求;在网侧,考虑了电网、水网、气网的运行约束;在源侧,考虑了可移动发电资源接入灵活和本地发电资源能量有限的特点。算例测试结果表明,所提方法可最大化恢复多类型负荷的社会功能,实现有限发电资源的最优分配。     

计及关键负荷功能恢复需求的韧性城市配电网恢复方法

大停电后,利用城市配电网本地分布式电源快速恢复重要负荷,是减小停电损失、提升电网韧性的有效方法。城市中既存在需要电、水、气等各类资源共同支撑才可实现正常运转的终端用户负荷,也有如交通灯、水泵等关键基础设施负荷,且电网、用户负荷、关键基础设施负荷之间存在密切的耦合关系,需要在恢复决策时予以考虑。提出了一种计及关键负荷功能恢复需求的多时段配电网故障恢复方法。在荷侧,考虑了用户负荷功能对于电、水、气资源的需求及交通负荷用电需求;在网侧,考虑了电网、水网、气网的运行约束;在源侧,考虑了可移动发电资源接入灵活和本地发电资源能量有限的特点。算例测试结果表明,所提方法可最大化恢复多类型负荷的社会功能,实现有限发电资源的最优分配。     

典型功能区分布式光伏接入对配电网建设改造的影响

随着分布式光伏大量接入,配电网电能质量、短路容量、潮流分布等都受到一定的影响,光伏发电在就地消纳的同时可能产生倒送,因此传统配电网面临升级改造的新形势。对于不同典型功能区的光伏发电接入,如何定量分析配电网建设改造工作量是一个亟待解决的问题。根据光伏最大盈余发用比指标,对不同类型功能区负荷密度与发电功率密度进行对比研究,分析不同类型功能区光伏消纳及配电网改造情况,研究分布式光伏接入对配电网建设改造影响,提出不同光伏最大盈余发用比下配电网工程改造及投资规模建议,为实现配电网接纳分布式光伏改造提供指导和建议。     

计及分布式光伏安装面积限制的配电网储能系统与线路扩容联合规划

为应对负荷的增长需求并解决光伏就地消纳和电网规划过投资问题,提出了一种主动配电网多阶段储能配置与线路扩容联合动态规划方法。从经济性出发,计及联合规划得到的光伏消纳收益及调峰补贴收益,构造规划目标函数;同时考虑到分布式光伏安装面积限制,基于Logistic曲线构建分布式光伏发展模型,预测光伏在各个规划阶段的装机和出力情况,为储能配置与线路扩容的联合规划提供边界条件;最后,基于相角松弛与二阶锥松弛凸优化潮流约束,并采用大M法凸化储能约束,以实现对模型的高效求解。对比某实际台区算例联合规划前后系统的运行指标,可见规划后系统的可靠性有大幅提升,且随分布式光伏的不断接入,光伏消纳率不降反升,由此验证了所提联合规划方法的有效性和实用性。     

分布式光伏短路特性对配电网保护的影响研究

分布式光伏电源使配电网从单电源辐射型网络变为双向的多电源网络,电网潮流、系统故障时的短路电流均发生变化,传统的继电保护整定方案已经不能满足新型运行方式下的要求.建立光伏电站的等值模型并对其短路故障特性进行仿真分析.然后结合具体工程实例,研究不同的光伏接入容量对地区电网短路水平的影响.在上述仿真研究的基础上,进一步分析分...     

倒送功率约束下的分布式电源最大接入容量分析

分布式电源(DG)接入配电网后,低电压等级电网可能倒送功率至高电压等级电网,对电网造成不利影响。在各种影响因素中,倒送功率限制是影响DG接入电网的主要因素。从倒送功率约束的角度出发,结合节点电压及潮流约束,建立了以DG接入容量最大为目标的数学模型,给出了最大接入容量的计算方法,并分析了DG的接入对配电网有功网损的影响。考虑节假日对负荷的影响,给出了调整倒送功率约束以增大DG接入容量的建议。以一个33节点的10 kV配电网接入分布式光伏电源为例,验证了所提方法的可行性。