分布式光伏电源与负荷分布接近条件下的可接入容量分析

为了给分布式光伏电源接入规划提供科学决策依据,建立了负荷和分布式光伏电源在各种分布下所引起的电压偏差和电压波动数学模型。在此基础上,以分布式光伏电源引起的最大电压上偏差和最大电压波动以及无分布式光伏电源时单纯由负载引起的最大电压下偏差为约束条件,推导出了6种负荷和分布式光伏电源容量沿馈线相同分布条件下能够满足电压质量要求的分布式光伏电源允许接入容量范围。以城市配电网和农村配电网的典型参数为例对所提出方法进行了分析和说明,结果表明所建议方法是可行的,并且能够有效得出允许接入的分布式光伏电源的容量范围。     

考虑过电压因素时分布式光伏电源的准入容量

大量分布式光伏接入配电网可能引起电网电压偏差越限。首先建立了不同分布规律下负荷引起的电压损失计算模型和光伏引起的电压抬升计算模型,在母线电压偏差可达标准上限的前提下,导出了线路不出现过电压时允许接入的最大光伏容量。针对10 kV典型线路,给出了光伏与负荷相同分布规律下的最大光伏渗透率和不引起过电压条件下的馈线首端电压裕度。结果表明,架空线路比电缆线路可接纳更大的光伏容量,利用光伏电源的调压作用可防止过电压,降低母线电压可允许接入更多光伏容量。     

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。     

分布式光伏接入主动配电网电压特性研究

分析了分布式光伏电源接入主动配电网后配电网馈线节点电压变化机理,给出以静态电压限值为约束的接入容量极限,探讨了影响主动配电网静态电压变化的各种因素。运用PSCAD/EMTDC电磁暂态软件搭建分散光伏发电多点接入主动配电网的系统模型。结合仿真算例验证上述分析的正确性,修正了不同线路长度接入容量方案,并提出解决分布式光伏发电和负荷网源不协调工作引起的电压偏差的措施和方案。     

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。     

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。     

分布式光伏接入对西宁配电网电压的影响研究

通过理论分析分布式光伏接入对配电网电压的影响机理,得出分布式光伏接入配电网可提高配电网整体电压水平,且不同接入位置和容量对电压的影响也不尽相同。并针对西宁城区典型分布式光伏接入方案在DIg SILENT平台上搭建仿真模型,仿真结果表明:分布式光伏接入只对接入点所在馈线电压偏差有影响,且电压偏差与接入配电网的分布式光伏容量有关,容量越大影响越明显。仿真结果验证了理论分析的正确性,对指导西宁城区分布式光伏接入提供有效参考。     

分布式光伏接入配电网对电压分布的影响

位于负荷中心的分布式光伏电源对配电网线路的电压分布有重大影响,在考虑无功负荷和线路电抗影响的前提下,首先经过理论计算和仿真验证,说明了单个分布式光伏(PV)对线路电压分布的影响与其接入位置和注入容量有很大关系;当多个PV接入时,不同容量组合和位置接入对电压分布的影响也不同。然后计算得出随接入位置的改变,PV的最大可接入容量不同,最后用仿真的方式说明了在PV接入点并联电抗器补偿或通过逆变器控制可以防止PV的接入所引起的电压越限问题。     

计及不确定性的分布式光伏接入配电网极限容量评估

针对分布式光伏大量并网导致的配电网电压越限风险增加的问题,分析了不同天气类型下光伏出力特性,提出了基于光伏出力波动特性的广义天气类型聚类划分方法和基于净空理论的光伏出力时间序列模型构建方法。所构建的模型能反映实际光伏出力的时序性和波动性,建立了基于各时段节点电压越限概率与严重度函数的系统电压越限风险评估指标,据此提出采用混合逼近法求解配电网中分布式光伏的极限接入容量。最后,以典型IEEE33节点配电系统和南方电网某地区实际线路为例,分析了不同负荷特性、负荷水平和线路类型下的系统电压越限风险,从这三方面分别对分布式光伏接入配电网的极限容量进行评估。     

分布式光伏发电对配电网电压的影响及电压越限的解决方案

为研究分布式光伏发电对配电网电压的影响,解决电压越限的问题,利用公式计算光伏接入引起的节点电压 波动,再通过仿真从光伏容量、接入配电网位置、供电线长度三个角度,验证光伏接入对节点电压分布、母线电压波动 及末端电压提升量的影响.结果显示:分布式光伏容量越大、接入位置越靠近末端,节点电压和电压提升量就越大;分 布式光伏容量越大,母线电压和电压提升量就越大;容量越大,末端电压越大,供电线越长,末端电压的提升量就越 大.还研究了分布式光伏发电易产生的电压越限问题,提出采用光伏逆变器无功控制方案改善配电网电压越限.     

分布式光伏电源对配电网电压波动的影响研究

分布式光伏电源接入配电网后导致电压波动加剧等问题,限制了光伏发电的快速发展。文章从理论角度分析得到光伏功率波动水平以及光伏电源接入点短路容量大小是影响配电网电压波动大小的主要因素;考虑到未来光伏容量不断增加,光伏功率波动水平必将不断提高,因此增大接入点短路容量是降低电压波动实现大量分布式光伏电源接入配电网最为可行的方法,而配电网采用环网结构能增大接入点短路容量;最后在PSCAD/EMTDC中搭建了完整的光伏电源系统以及IEEE13节点模型,仿真验证了配电网采用环网结构增大短路容量能有效削弱光伏电源对配电网电压波动的影响,为分布式光伏的良好发展奠定基础。     

分布式光伏接入对110 kV主变中性点电压的影响分析

110 kV主变在非直接接地运行方式下,当变压器低压侧存在分布式光伏接入时,发生单相接地短路故障等情况可能会引起变压器中性点过电压问题,对中性点的绝缘造成威胁。分析了发生故障后网络的故障特性、线路保护的动作情况以及中性点电压偏移问题;在此基础上,分析了线路保护动作后分布式光伏接入对中性点电压偏移问题可能造成的恶化,并讨论了光伏容量和本地负荷的影响;给出了含分布式光伏配电网110 kV主变加装间隙保护的相关建议。     

分布式光伏对智能配网馈线电压影响灵敏度研究

以配网馈线为研究对象,提出没有光伏和有光伏接入下的馈线节点电压变化灵敏度矩阵,指出不同节点处的功率变化与电压变化之间的关系;并对长距离有分支的辐射型馈线进行仿真,验证灵敏度矩阵的有效性和正确性。灵敏度矩阵可以用来分析分布式光伏接入馈线引起的节点电压变化,特别对于偏远地区供电半径较大的长距离馈线,提前预判馈线节点电压的越限可能性。同样,灵敏度矩阵可以延伸到更多馈线形成的配电网络节点电压的分析、无功补偿和分布式光伏的布点规划,可以作为研究配网功率置信区间判据,判别电压波动裕度,以此作为配网馈线自动化和配网自愈的负荷转移的判据,提高配网电压质量和供电可靠性。     

多接入点分布式光伏发电系统与配电网交互影响研究

针对分布式光伏发电的谐波源特性和功率波动性,对分布式光伏接入对配电网谐波、电压波动和闪变的影响进行了分析,并分析了背景电能质量问题对光伏并网点电能质量的影响。同时在DIg SILENT/Power Factory仿真平台上搭建了国际大电网会议(CIGRE)认为适合进行分布式发电接入配电网特性研究的典型配电网络结构,并根据IEC 61400-4-15标准在该平台上搭建了IEC电压闪变仪,对含多接入点分布式光伏发电的配电网的谐波传输和放大特性、电压波动和闪变的影响和评估进行了仿真分析。仿真结果表明,含多接入点分布式光伏的配电网中谐波传输和放大特性非常复杂;配电网各母线节点的电压波动和闪变值的大小与该母线节点的短路容量和功率波动密切相关。     

计及光伏多状态调节能力的配电网多时间尺度电压优化

随着分布式电源的渗透率逐渐增大,其本身所具有的波动性和不确定性给配电网的电能质量及其稳定性带来了巨大挑战.考虑配电网在现有慢动作调节设备难以满足无功电压调节需求的情况下,将改善因光伏随机波动性所引发的电压偏差和波动作为优化目标,提出了一种考虑分布式光伏多运行状态调节能力与传统无功调节设备相协调的配电网多时间尺度无功电压...     

适应分布式光伏动态特性的改进电能计量模型

针对分布式光伏发电模型,建立了分布式光伏并网信号数学表征式;基于时分割乘法器(TDM)电能计量模型,分析电能计量算法在谐波和电压波动条件下的误差产生理论,设计适应分布式光伏动态特性的有功计量修正模块,给出基于Hilbert变换的无功功率计量方法;将光伏并网信号数学表征式与改进的电能计量模型结合,提出了适应分布式光伏动态特性的改进电能计量模型,通过仿真验证了所提模型的有效性。     

Voltage control of distribution network with a large penetration of photovoltaic generation using FACTS devices

In recent years, there has been a great deal of interest in distributed generation from viewpoints of environmental problems and energy saving measures. Thus, a lot of distributed generators will be connected to the distribution network in the future. However, increase of distributed generators, which convert natural energy into electric energy, raises concerns as to their adverse effects on the distribution network. Therefore, control of distribution networks using Flexible AC Transmission System (FACTS) devices is considered in order to adjust the voltage profile, and as a result more distributed generations can be installed into the networks. In this paper, four types of FACTS devices— Static Synchronous Compensator (STATCOM), Static Synchronous Series Compensator (SSSC), Unified Power Flow Controller (UPFC) and self‐commutated Back‐To‐Back converter (BTB)— are analyzed by comparison of required minimum capacity of the inverters in a residential distribution network with a large penetration of photovoltaic generations. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 165(3): 16– 28, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20499