分布式电源对配电网继电保护的影响分析

分布式电源具有灵活性高、成本和损耗低、节能环保等优点,但是大量分布式电源接入配电网对短路电流和继电保护有诸多影响,可能造成配电网继电保护和安全自动装置误动或拒动。文章在研究分布式电源对配电网短路电流影响的基础上,通过分析分布式电源对配电网馈电线路保护、重合闸、备自投等方面的影响,提出含分布式电源配电网继电保护和安全自动装置的配置原则和要求,可为含高渗透分布式电源的配电网安全、可靠运行提供借鉴和参考。     

分布式电源接入对配电网继电保护的影响综述

随着不可再生能源短缺,分布式发电受到越来越多的关注。分布式发电与现有电力系统的配合可有效提高系统的能源利用率,改善系统稳定性、可靠性和经济性,因而近年来分布式发电得到了快速发展。但分布式电源接入配电网对其继电保护产生了一定的影响。针对这一问题,综述了国内外主要的几种含分布式电源的配网继电保护措施及各自的优缺点,对进一步改进含分布式电源的配网保护措施有一定的意义。     

分布式发电系统继电保护技术

分布式发电以其能源多样化、环保、节能、高效等多方面的优越性而得到了越来越广泛的应用。分析了分布式发电设备接入配电网后对继电保护的影响及解决措施．重点讨论了国内外有关含有分布式发电的配电网继电保护技术及分布式发电的孤岛检测算法,并研究了这些保护策略的特点,为完善和改进分布式发电的继电保护技术提供一定的参考。     

分布式发电及其并网技术综述

简要概述了分布式电源及并网技术应用的历史与现状,介绍了主要分布式电源的特点及其最新发展与应用情况,重点介绍了已有的分布式发电并网技术的主要研究成果：分布式发电并网的接口技术;含分布式电源的系统规划、设计及优化;含分布式电源的系统分析与运行控制;孤岛检测、紧急控制与继电保护等。同时指出了分布式电源及并网技术研究的发展趋势与未来方向,为分布式发电技术在电力系统中的广泛应用提供了参考。     

虚拟电厂参与下含高渗透可再生能源系统的运行策略

为电力系统能够规模化灵活控制分布式可再生能源与可控负荷参与系统市场交易和优化调度。本文提出一种虚拟电厂(Virtual Power Plant,VPP)参与下含高渗透可再生能源的双层优化调度模型,将虚拟电厂作为独立市场主体参与系统调度,两层之间交替求解,实现协同优化;同时利用威尔分布、贝塔分布模拟风电、光伏的随机性,计及可再生能源出力不确定性带来的高估与低估成本。针对双层优化模型,混合整数、非凸、非线性、多目标的特点提出一种新颖的多目标飞蛾扑火算法(Multi-objective Moth-flame optimization, MOMFO)。最后通过修改后的IEEE39节点为算例验证文中提出的模型可均衡各层收益主体,在维持安全稳定运行的前提下,系统运营利润最大化,有效实现了电力系统的可持续性发展;同时也验证了多目标飞蛾扑火算法的有效性与竞争性。     

以高压电极式电锅炉为核心的高性能分布式电热能源系统

在发展高比例可再生能源电力系统的愿景中,除了大规模提高可再生能源利用率、建设连接各类能源的电网体系之外,发展分布式电热能源系统,促进用户从"负荷侧"支持电网运行也是一个重要的技术手段。本文对高性能分布式电热能源系统在发展未来高比例可再生能源电力系统中的价值、作用和挑战进行了深入探讨。分析了目前发展较快的一类高性能分布式电热能源系统在丹麦、德国等地的商业应用实例,讨论了其技术特点以及工程应用的技术经济条件。最后展望了高性能分布式电热能源系统在我国的应用前景和发展思路,并结合深圳电网实际情况分析了其应用价值,给出了推广建议。     

基于一致性算法的电力系统分布式经济调度方法综述

传统集中式调度方法难以满足高渗透率分布式电能资源接入背景下电力系统经济调度的需求,分布式经济调度方案因具有可靠性高、可扩展性强、通信计算负载均匀等特点得到了越来越多的关注。对电力系统分布式经济调度方法的国内外研究现状进行了综述,重点阐述了一致性算法的原理、应用及成为分布式经济调度主导算法的原因。比较了集中式和分布式经济调度系统及问题的求解过程,分析了分布式经济调度实现过程的关键环节,并对现有关键问题解决方法的优缺点进行了评述,分析了电力系统分布式经济调度方法研究中有待解决的问题并提出了未来可进一步研究的方向。     

基于分布式光伏发电接入配电网系统后对继电保护的影响研究

<正>大量分布式光伏接入配电网系统后,很大程度上改变了配电网系统电源单一、潮流单向的特性,带来配电网原有的继电保护可靠性降低或失效的问题。通过分析含分布式光伏的配电网系统的拓扑结构及故障机理,提出适用于含高比例分布式光伏的配电网系统的继电保护整定方案。通过配电网系统中分布式光伏和故障发生位置对继电保护的影响进行评估,最后利用仿真测试结果验证了所提出的保护方法能提升继电保护动作的可靠性,确保有选择地快速切除故障。     

基于风险的多区互联电力系统分布式鲁棒动态经济调度

为应对高比例可再生能源并网给调度运行带来的高不确定性,提出一种基于风险的两阶段鲁棒动态经济调度模型,可用于优化多区互联电力系统的联络线功率与区域发电及备用计划.在鲁棒优化模型中对所采用不确定集的边界进行优化,以评估弃风与失负荷风险.对联络线功率的优化包括两个方面:一是针对可再生能源预测出力制定基态联络线计划;二是针对实际可能出现的可再生能源出力制定功率调整计划,以实现区域备用共享.建立一种分布式调度体系,以实现各区域电力系统分散自治运行.采用动态乘子更新策略,避免了分布式优化算法参数选择的问题.在3区354节点系统上的算例分析验证了所提模型与算法的有效性.     

含分布式发电的配网在细菌群体趋药性算法下的无功优化

文章以含分布式发电的配网无功优化为研究对象,在传统调压方法的基础上,将分布式电源融入到配电网无功补偿当中,提高了系统电压水平的同时有效降低了电力系统网损;对细菌群体趋药性算法BCC进行了改进,将线性幂函数混合映射混沌模型和微进化分算子引入到该算法当中,使得细菌感知范围和移动速度实现自适应调整,算法的全局搜索能力和寻优速度有所提高。最后,通过所举算例验证了算法的有效性和分布式电源融入到无功补偿的必要性。     

适用于电力系统凸优化场景的能源区块链底层技术

在分布式电源等新兴主体大量涌入电力系统的新形势下,区块链为解决不同主体间的信任问题提供了新的解决方案。然而,现有的区块链技术存在计算能力低、运行成本高、功能过于简单等问题,与高维度、大规模的电力系统优化运行难以兼容。该文利用电力系统优化问题求解困难、验证简单的特点,提出了一种以凸优化证明共识机制为核心的新型能源区块链底层技术,解决了将区块链应用于电力系统复杂优化场景的技术瓶颈。然后,以含高比例可再生能源配电系统分布式能源交易问题为例,阐述了新型能源区块链技术的应用方法。模拟测试表明,所提出的能源区块链底层技术可以满足配网分布式电源交易场景对安全性、开放性、吞吐量等性能的要求,为设计新一代能源区块链提供了参考。     

高比例可再生能源电力系统的关键科学问题与理论研究框架

大力发展可再生能源是应对能源危机和环境问题的重要手段,高比例可再生能源并网将成为未来电力系统的基本特征。文中从高比例可再生能源接入带来的强不确定性和高度电力电子化带来的稳定机理变化两个方面,分析了高比例可再生能源电力系统面临的关键科学问题。在此基础上,从中国未来电力系统结构形态分析与电力预测、含高比例可再生能源的输电系统规划、含高渗透率可再生能源的配电系统规划、电力电子化电力系统稳定性分析、含高比例可再生能源交直流混联系统的优化运行等5个方面,提出了高比例可再生能源电力系统的研究框架,重点阐述了这5个方面的相互关系。最后,对未来高比例可再生能源电力系统的研究进行了总结和展望。     

分布式发电对配电网继电保护的影响分析

分布式发电是当前较为高效和环保的一种新兴发电技术,随着近年来科学技术的不断发展,在我国电力系统中获得了广泛的应用。但是,如果在电力系统中接入大量的分布式发电系统,则会对原有配电网的故障电流产生一定的影响,对原有的继电保护装置的基础条件发生改变,这时便会对继电保护产生重要的影响。文章主要针对分布式发电对于配电网继电保护的影响进行了简单的分析。     

基于集群划分的高渗透率分布式系统无功优化

可再生能源在电力系统的渗透率不断增长,大规模分布式电源的接入对电力系统的优化调度带来新的挑战。在考虑分布式电源大规模接入的基础上,对电力系统进行集群划分和无功优化研究。首先引入改进的电气距离的概念,以此作为聚类算法的距离量度,应用谱聚类方法,将含高渗透率分布式可再生能源系统划分为若干亚群落,并确定各集群内关键节点。再以网损和电压波动最小为优化目标,调节关键节点处光伏逆变器的无功功率,达到减小网损和稳定电压输出的目的。为求解所建立的双目标无功优化问题,提出基于改进粒子群优化算法的智能调压策略,对多个亚群落进行无功优化。将集群划分方法和无功优化策略应用于IEEE 33节点标准系统,提高了节点电压稳定性,降低了网损。针对大规模分布式能源系统,进一步提出快速智能调压策略,应用于安徽省金寨县某台区实际系统,得到良好控制效果,且在调节时间、运行成本、投入成本方面均有大幅削减。     

能源互联网供能质量综合评估

由于现有算法的限制和约束,面向电力系统的电能质量评估方法不适用于含多种分布式能源的能源互联网。为了得到能源互联网综合质量情况,需要提出面向多种分布式能源的综合评估方法。基于国家电能质量、室内空气质量和污染物排放标准,提出了将动态权重函数、二维惩罚函数、突变决策理论和自组织特征映射网络用于能源互联网供能质量综合评估的应用思路。最后,采用2个算例验证了所提方法的有效性,并得到了能源互联网供能质量的综合指标数值和等级评估结果。     

能源互联网供能质量综合评估

由于现有算法的限制和约束,面向电力系统的电能质量评估方法不适用于含多种分布式能源的能源互联网。为了得到能源互联网综合质量情况,需要提出面向多种分布式能源的综合评估方法。基于国家电能质量、室内空气质量和污染物排放标准,提出了将动态权重函数、二维惩罚函数、突变决策理论和自组织特征映射网络用于能源互联网供能质量综合评估的应用思路。最后,采用2个算例验证了所提方法的有效性,并得到了能源互联网供能质量的综合指标数值和等级评估结果。     

面向多能互补微网的故障辨识与继电保护算法

由于含有多种具有互补特性的分布式电源,多能互补微电网在能源综合利用、供电可靠性和运行经济性方面具有明显的优势。然而与传统配电网相比,各类分布式电源的并入导致微电网拓扑结构和运行方式变得更为复杂,并网和离网运行对应的故障特性存在差异,使得传统继电保护方案难以满足此类微电网保护的要求。针对这一问题,首先围绕传统继电保方案的不足展开讨论,分析微电网网内故障特点,继而提出一种适用于微电网的改进故障辨识算法,以实现对网内故障的快速准确辨识。综合考虑多能互补微网继电保护的需求,结合改进故障辨识算法,将改进电流差动保护与广域自适应电流速断保护相结合,提出一种适用于微电网分布式电源上下游线路的综合继电保护算法,在缩小故障影响范围的基础上,提高保护响应速度并降低保护拒动的概率。最后,利用RT-LAB实时仿真系统构建含风、光、储、微型燃气轮机等分布式电源在内的多能互补微网模型,通过网内模拟不同类型故障,验证了所提故障辨识和继电保算法的有效性。     

不平衡主动配电网综合直接潮流算法

由于线路的不对称性分布以及负荷、分布式电源的不对称随机接入,配电网具有显著的三相不对称特征;分布式电源的高渗透不仅直接影响其接入层网络,同时对其上层网络产生影响;高随机性和波动性可再生能源的广泛应用,让具有更高可靠性的配电网弱环网拓扑结构受到了更多关注。上述新挑战对配电网潮流算法的功能和性能提出了更高要求。为此基于传统直接法潮流,通过对主动配电网关键元件(配电变压器和分布式电源)进行模型构建并计及不同网络拓扑结构的影响,提出了一种不平衡主动配电网的综合直接潮流算法。所提算法不仅继承了传统直接法潮流优越的计算性能,同时拓展了其应用范围以有效求解含多电压等级、多网络拓扑与多分布式电源类型的不平衡主动配电网潮流问题。最后,基于IEEE典型算例和澳大利亚真实配电网进行仿真分析,对文中所提综合直接潮流算法的功能和性能进行验证。     

能源互联网供能质量综合评估

由于现有算法的限制和约束,面向电力系统的电能质量评估方法不适用于含多种分布式能源的能源互联网。为了得到能源互联网综合质量情况,需要提出面向多种分布式能源的综合评估方法。基于国家电能质量、室内空气质量和污染物排放标准,提出了将动态权重函数、二维惩罚函数、突变决策理论和自组织特征映射网络用于能源互联网供能质量综合评估的应用思路。最后,采用2个算例验证了所提方法的有效性,并得到了能源互联网供能质量的综合指标数值和等级评估结果。     

能源互联网供能质量综合评估

由于现有算法的限制和约束,面向电力系统的电能质量评估方法不适用于含多种分布式能源的能源互联网。为了得到能源互联网综合质量情况,需要提出面向多种分布式能源的综合评估方法。基于国家电能质量、室内空气质量和污染物排放标准,提出了将动态权重函数、二维惩罚函数、突变决策理论和自组织特征映射网络用于能源互联网供能质量综合评估的应用思路。最后,采用2个算例验证了所提方法的有效性,并得到了能源互联网供能质量的综合指标数值和等级评估结果。