基于配电网接纳能力的分布式电源并网案例库架构设计

分布式电源的容量大小及接入方式影响配电网的安全稳定运行,尤其是在未来高渗透率分布式电源接入局部配电网时,地市供电公司将面临确定分布式电源并网方案的挑战。分析分布式电源并网运行的制约条件和关键影响因素,从优化分布式电源并网运行方式的角度出发,提出一种基于配电网接纳能力的分布式电源并网案例库架构,以期为开展系统性的案例研究、支撑分布式电源并网方案快速制定和优化提供理论指导。     

低压配电网分布式光伏接纳能力分析

分布式光伏的并网和利用是应对当前能源和环境危机的重要方式,高比例分布式光伏接入所导致的电压越限是制约配电网接纳分布式光伏的重要因素之一。以提高配电网对分布式光伏的接纳量为首要目标,考虑多电压等级配电网的配合,提出利用中压主动配电网的调控能力,通过中低压配电网的相互影响缓解低压配电网调压手段缺乏,提升低压配电网接纳分布式光伏能力的方法:首先考虑配电网中分布式光伏和负荷出力的时序性,根据季节和天气构建12种场景,对配电网进行一年的时序全过程模拟。然后建立10 kV中压主动配电网优化运行模型和380 V辐射型低压配电网分布式光伏选址定容模型。仿真结果表明所提方法可以提高低压配电网接纳分布式光伏的能力。除此之外,进一步分析了分布式光伏接入和调压对中压主动配电网电压的影响,以及低压配电网中负荷对接纳分布式光伏和调压方式的影响。     

配电网分布式能源接纳能力影响因素分析

为了应对能源危机和环境污染,清洁和可再生的分布式能源得到了广泛的应用和发展。配电网中分布式能源的大量接入,使配电网分布式能源接纳能力问题受到越来越多的关注。本文首先介绍了配电网中接入的分布式能源类型,然后,对配电网分布式能源接纳能力的主要影响因素进行了分析;接着,以一条典型配电馈线为例,分析了节点电压和支路载流量对分布式能源接纳能力的影响;最后,采用自主开发的含分布式电源的配电系统分析软件对分析结果进行了验证。     

谐波约束下的主动配电网分布式电源准入容量与接入方式

从理论上分析了单台分布式电源的谐波发射机理;给出以谐波发射限值为约束的接入容量极限,并基于矢量求和理论,对多台分布式电源接入连接点处的准入容量进行修正。针对反映主动配电网点、线、面三种典型消纳模式,采用渗透率、分散度和分布度等三个维度指标描述分布式电源在主动配电网中的接入状态,通过算例考察了配电网多点接入分布式电源的谐波规律。研究表明,主动配电网谐波分布与三维指标密切相关,应在配电网规划及运行阶段充分考虑谐波问题,采取相应手段预防和治理主动配电网谐波。     

提升分布式电源接纳能力的配电网一次设备改造

随着分布式发电(DG)的快速发展,如何评估和提升现有配电网对DG的接纳能力是一个亟待解决的问题。从DG接入对配电网一次设备电流耐受能力的影响入手,以短路电流不越限为约束条件,提出计算最大DG准入容量的数学模型。以提升配电网接纳DG能力为目标,提出针对一次设备的短路电流限制措施和改造方法。结合实际配电网结构和参数,计算得出潮流、短路电流以及最大DG准入容量,给出了相应的一次设备改造方案,并对改造方案进行了经济性分析和可行性评价。     

分布式电源对配电网谐波分布影响的研究

分布式电源在经济、环保、电力安全性、可靠性和满足用户的多样化需求等方面都有较大优势,因此受到了广泛的重视和应用。随着分布式电源越来越多地引入配电网系统,它会对电力系统产生一系列的影响,其中对配电网谐波分析的影响近年来逐渐成为电力行业中能源利用领域所关注的主要问题之一。对线性模型分布式电源、非线性模型分布式电源分别在理想配电网系统中进行了理论推导,得出了分布式电源对谐波分析影响的相关结论,并在实际多节点链式配电网算例中,对谐波分析的影响进行了仿真分析,以验证理论推导的正确性。     

配电网接纳分布式光伏电源容量分析

针对配电网可接纳的分布式光伏电源容量的选取问题,以电压偏差、电压波动和光伏功率就地消纳为约束条件,以典型配电网可接纳的光伏电源容量为目标函数,分析10kV馈线和110kV变电站可接纳的最佳光伏电源容量,为大规模光伏电源接入电网的合理规划设计及运行管理提供依据。     

含高比例分布式电源配电网谐波治理策略

随着分布式电源接入配电网的比例逐年增加,对配电网的谐波治理提出了新的挑战。鉴于分布式电源接入配电网数量多、分散广,从全网谐波治理的角度出发,采用电压检测型有源滤波器作为治理装置。根据电压检测型有源滤波器谐波治理的特征,提出全网谐波分区治理的思路,以全网电压谐波畸变最小为目标,建立配电网谐波治理的优化模型,通过改进的粒子群优化算法进行求解,获得全网的谐波治理方案。利用IEEE 33节点电网作为算例验证所提方法的可行性和有效性,计算结果表明,通过治理,电网的谐波电压和谐波电流得到了有效抑制,治理效果较好。     

基于电能质量约束的智能配电网分布式电源消纳能力研究

针对智能配电网分布式电源消纳引起的电能质量问题，分析了以电能质量综合指标为控制目标的分布式电源消纳能力评价方法，并依此为约束，采用参数辨识的方法开展智能配电网分布式电源消纳能力研究。IEEE 33节点算例结果表明，文章提出的思路和方法可行，该方法可方便应用到实际工程的决策中。     

交直流配电网接纳分布式电源的实时仿真研究

含多种分布式电源的交直流混合配电网是未来智能配电网的架构特点。首先,建立了含两个区域的交直流混合配电基本架构,并根据各种分布式电源的容量和发电特性,将光伏电源、直驱风机、双馈风机和储能装置接入配电网的合适区域。然后,详细分析了交直流接口换流器的数学模型及其几种典型控制策略。最后,利用变流器控制方式和运行策略的多样性,对上述交直流混合配电网进行了均衡馈线出力、不间断供电和能量调度实时仿真实验。仿真结果验证了该配电网系统架构在接纳多种分布式电源方面的技术优势。     

含DG的配电网系统谐波分布特性研究

为分析含DG的配电网谐波分布特性,首先基于DG与配电网耦合系统拓扑结构推导出谐波耦合导纳矩阵,其表明阻抗网络参数变化会影响谐波分布。然后给出含有DG的配电网数学模型,从理论上分析出配电网中谐波电压畸变率的变化规律的影响因素。最后基于PSCAD搭建了分布式电源与配电网联合仿真系统,针对分布式电源(风力发电,太阳能发电)不同出力、不同位置,仿真分析分布式电源对配电网谐波分布的影响。仿真研究结果表明:DG的分布位置,不同出力直接影响配电网谐波分布。该研究结果对分布式电源的选址和定容有重要的参考价值。     

计及配网停电损失的DG双层规划方法

分布式电源发电商与配电网公司利益共赢是促进能源战略落地的重要保障.文中提出了一种计及配电网停电损失的分布式电源双层规划方法.上层模型以DG发电商收益最大化为目标,基于网损灵敏度方法确定DG候选安装位置,对DG的选址和定容进行优化;下层模型以配电网公司净收益最大化为目标,通过孤岛划分方法动态优化分段开关安装位置,减少配电...     

考虑DG接入位置和容量的配电网保护综合改进方案

为了解决分布式电源(distributed generations,DG)接入配电网后引起的传统配电网继电保护拒动、误动、灵敏度降低等问题,提出一种适应DG大量接入配电网的改进保护方案。从DG接入位置和容量角度,分析接入母线和馈线对传统配电网三段式电流保护和反时限过电流保护的影响,并计算传统配电网三段式电流保护允许接入容量。通过配置低电压加速反时限过电流保护,以及加装少量方向元件对传统配电网继电保护进行改进来满足含大量DG的配电网保护要求。利用PSCAD/EMTDC对含DG的10 kV配电系统进行了仿真分析,仿真结果表明,该改进方法能够满足不同容量的DG接入配电网保护要求,具有很好经济性和实用性,符合我国当前配电网发展现状。     

基于电压灵敏度的配电网DG接纳能力不确定性分析

为提升不确定环境下配电网分布式电源(DG)接纳能力分析的准确性,采用区间数学和仿射数学量化不确定性因素与电压灵敏度间的映射关系,推导基于雅可比矩阵的仿射三相电压灵敏度方程,有效追踪节点电压幅值对节点注入功率不确定性变化的灵敏度。考虑配电网DG配置方式不确定性引起的过电压风险,提出基于雅可比矩阵电压灵敏度的DG接纳能力不确定性分析方法,该方法兼顾DG接纳能力分析的准确性与快速性,有利于辅助规划人员进行DG接纳能力的在线快速分析和全面准确决策。IEEE 33节点配电网算例分析结果表明,所提方法在保证计算精度的前提下可使仿真时间缩短36.44 %,验证了该方法的合理性和有效性。     

城市配电网DG消纳能力曲线的计算方法与分析应用

为了完整描述城市配电网的分布式发电（DG）消纳能力（TAC）,探究DGTAC曲线的提升措施,提出一种城市配电网DGTAC曲线的计算方法。介绍安全域和安全边界;建立考虑馈线负荷实际情况和电压约束的TAC曲线模型,该模型利用日负荷曲线确定状态空间,通过对边界点进行电压校验得到TAC曲线。算例验证了所提方法的有效性。通过分析TAC曲线的负荷影响因素发现,只有瓶颈馈线段（组）下游负荷对TAC曲线有影响,提出增加瓶颈馈线段（组）下游负荷和瓶颈馈线段（组）扩容2种TAC曲线提升措施。提出TAC曲线在指导DG和负荷接入、导线更换方面的应用方法。     

电压偏差和谐波约束下配网光伏最大渗透率评估

针对多个三相不平衡配电网络,在不同位置接入分布式光伏,运用OpenDSS软件计算了分布式光伏接入配网后节点电压偏差及谐波电压畸变率。根据ANSI C84.1-2006稳态电压标准以及IEEE519-1992谐波标准对电压偏差和谐波电压畸变率进行约束,得出不同位置下稳态电压偏差和谐波约束下分布式光伏的最大渗透率,同时分析了线路调压器及光伏接入点短路容量与光伏渗透率的关系。研究结果表明,光伏渗透率与具体配电网的拓扑结构和线路参数相关,光伏接入点越靠近馈线首端,渗透率越大。同时考虑电压偏差和谐波约束下光伏渗透率至少能达到20%,并且使线路调压器与其下游接入的光伏发电功率协调配合也可显著提高光伏的渗透率。     

分布式电源并网条件下配电网继电保护方案设计

分析了DG并网对配电网故障电流的影响,并提出一种改进保护方案。方案利用含DG配电网的故障电流特征,采用两侧电流的相角变化量作为判据进行故障定位,由始端保护装置实现主电源到DG接入点之间故障的判别。方案对电流幅值的精确度要求不高,能有效避免系统运行方式变化产生的影响,简单可靠;仅需要传输反映电流相角变化方向的数字信号和保护决策信号,对通信通道要求不高;仅需要采集故障前后的电流信息量,节省了电压互感器,对配电网而言具有良好的经济性。仿真实验证明其可行性。     

基于子网络划分的含DG配电网故障区段定位

针对含分布式电源配电网的故障区段定位困难的问题,提出一种基于子网络划分的配电网故障区段定位算法。该算法分为三步:第一步构建配电网的拓扑网络描述矩阵;第二步将结构复杂的配电网划分为多个子网络,并获取各子网络的方向性描述矩阵和故障信息向量,进而建立故障定位判别矩阵;第三步根据判别矩阵进行故障定位。案例分析了配电网发生单一故障、故障路径部分重叠及故障路径完全重叠的多重故障时的适应性,结果表明了所提算法的有效性。     

计及弃光约束的配电网光伏接纳能力评估

针对配电网光伏接纳能力优化问题,兼顾光伏投资方收益与运营方网损,提出一种计及弃光约束的配电网光伏接纳能力评估方法。首先,以网损最小为目标,将弃光约束引入基于DistFlow方程的评估模型,将问题转化为不同弃光阈值下的二阶锥规划问题;然后,以固定增量迭代增加弃光阈值,计算得到相应弃光阈值下的光伏接入容量和弃光率,依据投资收益与光伏总接入容量及弃光率的差分关系,插值估算出投资利润最大时的光伏总接入容量和弃光率;最后,采用回代策略将估算得到的总接入容量和弃光率作为新约束,代入评估模型,计算各备选节点的接入容量。在改进的IEEE 33节点系统中进行仿真计算,结果表明所提方法确定的光伏接入容量能够较好地平衡投资收益和网损。     

考虑配电网结构变化的DG规划

为了更合理地将分布式电源并入配电网中,提出考虑配网结构变化影响的DG规划。首先采用损耗灵敏度因子对DG进行最优布置,然后建立了以最大减少系统网损为目标的网络重构与DG容量配置的综合优化模型,并通过改进的细菌觅食算法对所提模型进行求解,最后用IEEE33和IEEE69节点系统进行仿真计算。计算结果表明,考虑配电网结构变化的DG规划更加实际、有效。