分布式电源并网对配网馈线供电能力的影响分析

针对当前缺乏评估分布式电源DG接入对配电网馈线供电能力影响的有效手段的问题,提出一种基于分布式电源置信容量角度的评估方法。首先基于自回归移动平均ARMA模型和小时晴空指数分别建立了风光的随机出力模型,采用全年时序模型叠加随机正态分布模拟负荷。其次应用场景削减技术提高配电网可靠性计算效率,进而基于等可靠性原则提出了考虑网架故障的DG置信容量的求解流程,并从该角度提出了定量计算馈线供电能力增量的算法。最后结合IEEE-RBTS算例分析了馈线负荷、负荷曲线与DG出力相关性以及DG接入位置和容量对馈线供电能力的影响。结果表明选择DG接入负荷曲线与其出力相似度较高的馈线,以及优先规划DG以适当容量接入馈线末端有助于提升馈线的供电能力,延缓配网改造升级进程。     

基于路径描述的馈线分区N-1可装容量计算方法

评估馈线供电能力是保障馈线可靠运行的重要手段。文中提出了一种基于路径描述的馈线分区N-1可装容量计算方法。首先,将同一电压等级配电网以自动/手动开关装置为边界划分馈线分区,视为负荷节点;采用所有负荷节点及其所有可能供电路径的集合描述配电网拓扑结构。随后,以路径状态为变量,建立了馈线N-1安全校验的0-1线性规划模型。针对电网营销部门的实际数据需求,以路径状态和馈线分区可装容量为变量,进一步建立了用于馈线分区N-1可装容量计算的混合整数线性规划模型。最后,以某省会城市实际运行的某一10 k V馈线组为例,验证了所提算法的实用性和有效性。     

基于有向图的配网供电能力实用计算方法

计及N-1准则的配网供电能力在计算时需考虑站内供电能力和站间负荷转移能力。基于配电网"闭环设计、开环运行"的特点,采用有向图模型描述站间联络关系并进行分析计算。首先,引入理想一供一备结构的概念及其有向图形式,提出联络馈线可根据转供方式拆分为理想一供一备结构的集合。然后,依据实际配网运行要求给出不同接线模式下联络馈线的分解方法,从而实现负荷转移时馈线容量约束的解耦,将复杂配电网化简为清晰直观的有向拓扑结构图。最后,基于有向图描述的配电网建立了供电能力计算模型,通过算例证明了方法的实用性和有效性。     

基于TSC的馈线接入用户容量计算方法

基于配电网最大供电能力理论(Total Supply Capability,TSC)提出了一种新的馈线接入用户容量计算方法。首先,介绍了TSC理论的基本知识,给出了其数学模型和求解方法。其次,根据TSC计算结果进一步得到馈线10 kV侧的可接入容量以及不合理馈线段的调整方案。然后,对已知负荷分布及其0.4 kV侧变压器容量进行分析,计算得到10 kV侧负荷大小到0.4 kV侧配变容量的折算系数,并基于折算系数得到各馈线用户侧的接入配变容量。最后,通过算例验证了所提方法的有效性。基于TSC理论确定馈线接入用户容量,能够在保证N-1安全准则前提下充分利用配电网最大供电能力,为供电企业科学开展业扩工作提供了理论依据和辅助参考。     

最小二乘法在配网馈线年度负荷预测中的应用

配网馈线年度负荷预测对配网网改、大修改造以及运行方式的调整具有重要意义。以配网馈线上年度最高负荷以及上年度该馈线上的报装负荷为自变量来建立二元线性回归分析的预测模型;以上年度馈线最高负荷数据、上年度报装负荷数据以及本年度馈线的实际最高负荷为样本,通过最小二乘法的原理来获取线性回归分析预测模型的两个系数;并以本年度馈线最高负荷数据、本年度报装负荷数据来预测下年度的馈线负荷。该方法解决了长期以来配网馈线负荷预测的随意性,文中的实例验证了此方法的有效性。     

中压配电网不同接线模式下的供电能力

介绍了几种典型的10kV中压配电网接线模式。通过经济传输功率的优化计算公式,分别对架空和电缆系统的馈线进行计算,得出了馈线在经济运行下负荷、配变容量和网损等的对应关系。分析了各接线模式的线路在满足供电安全的情况下,馈线的最大供电能力,即馈线最优配变装设容量的变化情况,并提出了如何提高馈线经济供电能力。     

饱和负荷预测中的改进Logistic算法

饱和负荷预测有助于合理规划变、配电设备容量,节约投资。针对Logistic模型依赖于饱和值的问题,提出了修正指数求解方法;针对历史负荷数据缺失问题,提出以投运距今时间为自变量,用每个投运时间对应的平均年最大负载率外推;针对预测结果随机性较大问题,采用相同投运时间的多个区域负载率均值,引入权重系数,以加重近期数据的影响,并采用实际配网数据,预测其饱和负荷。与现有方法相比,所提算法对历史负荷数据的拟合误差更小,对未来饱和负荷的预测更加可信。     

基于DG并网运行的中压配网可靠性评估实用方法

现有含分布式电源(DG)的配网可靠性评估研究大多针对孤岛运行特性,但实际系统中孤岛运行方式目前却少有采用,为此开展了基于DG并网运行的可靠性评估研究。在忽略DG自身停运的情况下,并网运行DG主要通过设备容量约束影响可靠性水平。由于DG出力具有随机性,随着其数量的增加,计算量将显著增大,为此提出了减小计算量的策略:将所有馈线分为放射式馈线和存在联络关系的若干个馈线集合;对于有联络馈线集合中未通过转供容量约束校验的馈线,提出了含出力恒定DG的馈线容量约束考虑方法,并引入点估计法考虑DG出力随机性;对于其他馈线,则不考虑并网运行DG对可靠性指标的影响。分析表明,并网运行DG并非总是有利于供电可靠性的提高。算例结果表明,通过馈线分类和点估计算法可大大减小计算量,且误差较小。     

基于大数据的燃煤机组供电煤耗特性分析

燃煤发电机组供电煤耗的高低是衡量机组节能降耗水平的主要指标。本文利用大数据分析技术对机组能耗相关历史数据进行分析,采用反向传播(BP)神经网络对不同负荷区间分别建立供电煤耗特性分析模型,计算各个负荷工况区间内各运行可控参数对供电煤耗的影响评价因子即敏感性系数,以及不同负荷区间内模型预测能力。结果表明:基于BP神经网络的供电煤耗特性分析模型的训练和预测精度均在±0.6%范围内,模型计算精度较高;各运行可控参数在不同负荷区间内对供电煤耗的影响存在差异,但具有一定规律;在实际运行中应重点调整敏感性系数大的特征参数。     

配电网部分馈线的剩余供电能力

现有配电系统剩余供电能力模型(RSC)研究了配电网在已有负荷下时,全网以及所有馈线或馈线段的剩余供电能力,适用于定量指导新增负荷接入。本文改进了已有的RSC模型,得到了一种能计算配电网部分馈线或馈线段剩余供电能力的计算方法。首先,简要介绍了现阶段配电网的RSC以及存在的问题;其次,介绍了已有配电网剩余供电能力的数学模型、求解方法;再次,改进了已有的剩余供电能力模型,得到了一种能求解部分馈线或馈线段剩余供电能力的数学模型,并给出了求解方法;最后,结合算例说明本文的剩余供电能力所具有的特点,以及适用的场景。本文工作研究了配电网中,部分馈线或馈线段的剩余供电能力计算方法,能够充分挖掘部分馈线的供电潜力,完善了剩余供电能力的理论体系,其具有更好的实用性和经济性,有利于高效利用配电网的供电潜力、提高资产利用率。     

中压配电网最佳供电能力分析

针对中压配电网规划的特点,提出了一种在满足供电半径、馈线配电变压器容量限额的前提下,10 kV馈线最佳供电能力的计算方法,得出了馈线在经济运行条件下负荷密度、馈线型号、配电变压器容量等之间的对应关系。分析了各种接线方式的线路不同情况下的最佳供电能力,并以电压质量、线损率等指标对结果进行了校核。以某地区实际配电网为例,验证了该方法在评估中压配电网最佳供电能力方面的可行性。该方法可用于优化网架结构,提高配电网的可靠性和经济性,以及指导城市中压配电网的规划建设。     

配电网中DG的接入对馈线供电能力的影响分析

本研究基于间歇性电源置信容量理论对DG并网后配电网络中馈线的供电能力进行综合评估,包括负荷水平、DG出力与负荷曲线的匹配度、DG的接入位置及容量三个主要方面对馈线供电能力的影响,通过算例仿真分析,提出相关可行建议。     

一种配电网层间供电能力匹配度评价方法

传统配电网供电能力评价的对象一般是单一电压等级下的配电网,由于配电系统涵盖多电压等级,所以其并不能很全面的评价整个配电系统。为了改善传统方法对整体配电网供电能力裕度评估的局限性,基于配电网具有多电压等级这一前提,提出一种配电网层间供电能力匹配度评价方法与指标,其意义在于评价不同电压等级配电网上级与下级间的匹配程度,能够充分考虑上级配电网对下级配电网的限制情况以及下级配电网对上级配电网的制约情况,进而全方位评定配电网供电能力。并结合供电裕度、负载能力裕度等单一电压等级下的指标,运用线性规划算法建立模型,从而对配电网整体的供电能力有较为直观的判断。最终利用算例分析证明模型可行性,从而完善评估配电网最大供电能力的指标体系。     

基于馈线元计及负荷分级的含DG配电系统可靠性分析

为实现配网可靠性快速评估,在深刻理解经典解析法的基础上,按系统主馈线上的开关元器件进行切割划分,将分段开关或断路器视为切割边界形成馈线元,再以馈线元为单位且考虑负荷转移问题进行配网可靠性分析;并通过评估结果,按负荷重要度分级以经济效益最大化将相应馈线元加入分布式电源(DG)进行改造,以此增强配电系统内重点电力用户供电可靠性,降低网内负荷持续停电经济损失。以RBTS-BUS 6系统进行算例分析,算例结果验证了本文提出方法的有效性。     

一种简捷实用的配电系统供电能力计算方法

提出一种简捷实用的配电系统供电能力计算方法。首先给出了N-1准则下供电能力的基本定义,指出配电系统的供电能力由站内供电能力和电网供电转移能力2部分组成。根据基本定义推导了电网供电能力的通用计算公式,并研究了变电站站内供电能力与网络转移能力的关系,给出了网络最优供电转移能力的相关结论。文章最后给出了配电网供电能力分析的计算步骤和基本流程。该方法思路简单,基于供电能力给出的网络最优转移能力可为城市电网规划提供参考。实际算例验证了本文方法的正确性和有效性。     

考虑负荷特性和馈线分段的配电网供电能力评估

计算配电网最大供电能力(total supply capability,TSC),除了可得出各个主变压器的负载率,还可准确描述各条馈线和各个馈线段的负荷分布。首先分析了负荷同时率对于TSC计算的影响,在此基础上建立了考虑负荷特性和馈线分段的TSC模型,该模型考虑了N-1校验和馈线段现状负荷约束。采用MATLAB线性规划函数求解TSC模型后,进一步以馈线期望负荷偏差最小为目标函数建立馈线负荷分布优化模型,采用MATLAB二次规划函数求解得出各个馈线段分配负荷值。结合馈线段现状负荷,计算馈线段可供新接入配电变压器的场景。算例结果表明本文算法能够合理均衡地分配各条馈线和各个馈线段的负荷,能够指导新用户的有序接入。数据表明现状负荷约束不仅可能改变负荷分布,还可能降低TSC值。     

An Optimal N-1 Secure Operation Mode for Medium-voltage Loop Distribution Networks Considering Load Supply Capability and Security Distance

With many uncertainties, such as intermittent distributed generations and time-varying loads, penetrated into distribution networks, the load supply capability operating point has not been sufficient to guide power system operation for no security margin guarantee. To address this fundamental problem, an optimal operation model for interconnected distribution networks is proposed in this paper with the consideration of both security and efficiency of systems. The uncertainty, a feeder or substation transformer N-1 contingency, is taken into account and conductor thermal constraints after feeder or transformer failure are also incorporated into the formulated multi-objective model. The nonlinear optimization model is solved by a hybrid algorithm combining normal boundary intersection and sequential quadratic programming. The optimal load distribution solution on feeders and transformers can be obtained, which provides a trade-off between two defined indices, load supply capability adequacy and variation coefficient of security distance. Compared with conventional distribution loadability, case studies carried out on a test distribution network and a real urban distribution system in China demonstrate the effectiveness of the proposed model and solving method. The N-1 security margin is verified when increasing load demand.     

基于时序模型的含孤岛运行配电网供电能力评估

合理的孤岛划分对于优选负荷转移方案,进而保证持续供电能力有着重要影响,因此从供电能力角度评价孤岛划分方案十分必要。文中计及分布式电源(DG)与负荷时序特性,提出含孤岛运行的配电网供电能力评估指标体系。针对微网运行方式不同,将评估体系分为含微网的配电主网和孤岛运行微网两部分,选择、设计差异化指标,新增"供电能力合格率"与"供电峰谷差下降率"两项指标,用于分析影响供电能力的DG配置、负荷特性等因素。在多种场景下,对修改后的PGE69节点系统进行供电能力评估,分析对比表明该指标体系能全面、有效地从供电能力角度实现对孤岛划分方案的评估。