分布式电源接入下配电网电压无功控制效果分析

分布式电源的接入对配电网的运行状况会有很大的影响,尤其是配电网的电压分布以及网络损耗方面。首先给出了分布式电源和负荷的详细模型,通过准确建模真实模拟电网潮流变化情况。然后引入一种基于规则的电压无功控制方法,以加入分布式电源和具体负荷的IEEE13节点典型馈线系统作为仿真算例,通过电压变化曲线和系统消耗功率等指标验证该算法在分布式电源接入情况下的有效性,并分析接入分布式电源的配电网的电压无功连续控制效果。     

分布式电源接入配电网方案选择研究

分布式发电产业的快速发展带来大量的分布式电源接入配电网工程,选择合适的接入方案是保证分布式电源可靠并网和安全运行的关键。国家电网公司开展了相关研究并提出了分布式电源接入配电网典型设计方案,但是在应用中设计者往往缺乏系统的选型原则而根据经验或随机选择接入方案,给分布式电源的并网运行带来风险。通过对配电网网架现状、分布式发电密度、当地负荷情况等的综合分析,提出分布式电源接入配电网方案选择的一般原则和方法,并针对典型应用场景做出具体案例,为设计人员选择和制定分布式电源接入方案提供了有益参考。     

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。     

计及分布式新能源选址的配电网最大供电能力研究

针对大规模可再生能源以分布式电源形式接入配电网的最大供电能力(total supply capability,TSC)计算问题,考虑新能源的典型出力场景及其对应场景出现的概率,以新能源各典型出力场景下负荷放大倍数的期望值最大为目标函数建立模型。该模型考虑分布式电源的选址和网络重构问题,采用二阶锥松弛技术对其中非凸性、非线性的潮流约束条件进行松弛将其转化为一个解空间为凸可行域的混合整数二阶锥规划问题并应用CPLEX进行有效求解。94节点算例验证了模型的正确性,仿真结果表明考虑分布式电源的接入可以提升配电网的最大供电能力,同时分布式电源的接入容量、位置和接入方式等对于最大供电能力有一定的影响。     

配电网中分布式电源接入体系研究

分布式电源的产生,对配电网的安全、可靠、经济运行提供了巨大支撑,有效缓解了能源危机及环境问题。在分布式电源接入过程中,需要考虑不同的接入等级、接入容量及位置对配电网带来的影响。针对配电网中分布式电源的接入,分析了分布式电源接入对配电网的影响及分布式电源接入配电网应遵守的相关约束条件;综合考虑了不同因素,提出了配电网中分布式电源的接入体系,详细介绍了分布式电源接入准入容量和最优接入容量计算原则及方法;在所提分布电源接入体系基础上,实现了在典型光伏系统接入33节点配电网中,验证该体系有助于指导分布式电源的接入。     

基于PQ控制策略的光伏电源对电网电压的影响及改善

分布式光伏发电接入配电网会对系统节点电压产生诸多影响。文章分析了分布式光伏电源接入配电网的PQ(有功/无功功率)控制原理,建立了分布式光伏电源接入配电网典型低压配电线路的模型。对于同一输电线路,先从理论上分析了分布式光伏接入对配电网网络负荷各点电压的影响,然后在Matlab/Simulink环境下验证了理论的正确性。文章详细研究了分布式光伏电源以不同容量接入和在不同位置接入对配电网的影响,并且针对分布式光伏电源接入配电网带来的电能质量问题给出了解决措施和对策。     

基于网络划分方法的配电系统可靠性评估

接入分布式电源是配电网的一个新特点。对分布式电源的恒功率模型和随机功率模型做了一定的简化假设,考虑配电网故障后分布式供电系统的独立运行对配电网供电可靠性的影响。改进了网络划分方法的分级分层分区可靠性评估模型,使网络划分方法适用于初步考虑含分布式电源的配电网供电可靠性评估。选用典型配电系统的算例,验证了方法的有效性。计算结果表明,分布式电源合理地接入电网可提高供电可靠性。     

含分布式电源的配电网安全性校验方法

N-1安全校验是配电网规划的重要步骤,而分布式电源接入后如何对配电网进行N-1安全校验这一问题尚未解决,对此本文提出了一种含分布式电源的配电网N-1安全校验方法。首先给出了配电网发生N-1故障后分布式电源的处理方法,其次提出了含分布式电源的配电网N-1安全校验流程,最后通过一个实际的配电网算例证明了所给出方法的有效性和实用性。本文工作对含分布式电源的配电网规划具有一定的参考价值。     

分布式电源接入城市配电网规则分析

为减轻分布式电源接入对城市配电网产生的负面影响,国内外制定了一些分布式电源并网准则,以保证分布式电源的安全有效接入,但这些并网规则的制定依据并没有明确给出。为此,以天津城区典型的35 kV 高压、10 kV中压和400 V低压配电网为例,计算分析接入分布式电源对城市配电网线路载流量和母线电压的影响,给出分布式电源并网规则中关于接入容量和接入电压等级要求的依据,并讨论分布式电源接入配电网后对电压偏差、频率偏差、谐波及三相不平衡度等方面的电能质量的影响及其要求和依据。     

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。     

含分布式电源的配电网中混合储能优化配置

以光伏及风力发电为代表的分布式电源,其出力的波动性、间歇性及随机性等特点使得所接入的配电网面临来自规划、运行的多重挑战,储能装置的快速响应特性使其成为应对间歇式电源在配电网渗透率日益提高形势下电网安全经济运行问题的重要手段。针对配电网的削峰填谷及平滑负荷变化场景需求,搭建了以成本和电力系统优化运行为目标,同时计及电网和储能装置运行约束的混合储能系统容量优化配置模型,并基于典型储能功能定位计算得出储能类型及容量。算例分析结果表明,该模型智能化地实现了典型场景下混合储能的优化配置。     

未来配电网的分布式形态及规划方法

随着物联网（Internet of Things,IoT）技术的逐渐成熟,智能终端设备大面积接入是大势所趋,同时大量分布式电源接入也对配电网架构形成冲击。首先,研究未来配电网的分布式形态,提出在集中式和分布式形态间进行转换的配电网设想,并给出分布式单元评估和划分方法。接着,研究柔性建模方法,并将其应用于配电网规划。最后,通过算例检验了所提的设想。     

分布式电源并网后对电压分布影响的研究

分布式电源（DG）接入电网后会对电网的电压分布产生很大影响。如何减少分布式电源并网后给配电网电压带来的影响,已经成为一个亟待解决的问题。使用IEEE33节点配电网络作为算例,应用Simulink软件搭建了仿真模型,通过改变分布式电源的容量以及接入位置来分析其对配电网电压分布的影响。在大量仿真算例与数据的基础上,并经过充分研究,总结出一套切实可行的将分布式电源并网的方案,以及并网应该遵循的一些准则,使配电网的安全性与经济性得到提高,对配电网中分布式电源的接入起到了很好的指导作用。     

含分布式发电的有源配电网电压稳态指标计算研究

针对分布式电源接入配电网带来的电压静态稳定性问题,主要研究含分布式发电的有源配电网电压稳定性。首先提出了根据潮流解来计算整个配电网的电压稳定性指标方法以反映系统各节点的电压稳定性,然后考虑分布式发电作为一个负的负荷直接注入,分别建立了不同类型分布式电源在配电网潮流计算的模型。最后,以分布式电源中典型风电为例,对IEEE-33节点有源配电网进行仿真,分析了不同风机出力、风机接入及有功出力波动对有源配电网系统电压稳定的影响,仿真实验表明分布式电源的接入可以有效提高系统的电压稳定性。     

分布式发电与配电网保护协调性研究

分布式发电的接入改变了配电系统的潮流分布和短路电流分布。现有的配电保护必须进行调整与改变才能保证配电网的安全稳定运行和发挥分布式发电应有的优越性。通过分布式电源对配电系统保护、重合闸的影响分析,提出利用电抗器高阻抗值的特性,限制分布式电源提供的短路电流,从而有效地解决分布式电源与保护之间的协调性问题。通过对一个实例的电抗器的计算和分析,验证了此方法的可行性。     

基于多场景的配电网分布式光伏及储能规划

针对基于系统最大运行断面的规划方法难以有效处理分布式光伏并网引起的不确定性问题,研究了分布式光伏与储能的联合规划特性;通过基于信息熵的场景提取方法,生成光伏、负荷的典型运行场景,综合考虑经济性、环保性、可靠性,建立基于多场景的光伏及储能选址定容规划模型,并利用重心反向学习结合粒子群算法(centroid opposition-based learning-particle swarm optimization,COBL-PSO)进行求解,采用雷达图对规划结果进行直观评估。通过算例对比分析,得到了满足配电网需求的光伏及储能电池的规划方案,验证了该模型的可行性及正确性。     

考虑可靠性的交直流混合配电网网架与分布式电源 协同优化规划

含高比例分布式电源接入的交直流混合配电网是未来配电网发展的重要过渡形式,且随着电力系统的发展,对于配电网可靠性的要求越来越高。提出了一种考虑可靠性的交直流混合配电网网架与分布式电源协同优化规划设计方法。在场景构建阶段,该方法考虑了配电网中各分布式电源出力的相关性和时序性以及各负荷功率的时序性。在可靠性评估阶段,针对交直流混合配电网的运行特点,建立了完善的同时考虑稳态和故障运行下可靠性的综合评估体系,通过建立各可靠性指标间的联系,客观地将可靠性指标与经济性指标进行统一量纲处理。在优化阶段,对交直流混合配电网网架结构及分布式电源接入容量设计了双层协同优化策略。同时,建立了完备的线路故障抽样模型。以修改的IEEE 33节点交直流混合配电网的优化规划算例验证了所提方法的优越性和有效性。     

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。     

考虑配电可靠性的分布式电源投资策略研究

合理的分布式电源选址定容可以有效地降低配电网的线路投资和损耗成本,提高含分布式发电的配网系统运行的安全性、可靠性和经济性。结合技术和经济指标,介绍了分布式电源投资的方法,考虑了最优电力潮流(optimal power flow,OPF)、停电成本期望和配电网可靠性,阐述了分布式发电对可靠性指标的影响,并以IEEE-RBTS BUS4的测试系统为例,对各个节点的停电成本、分布式发电容量与配电网可靠性及收益之间的关系进行模拟。研究结果表明,文章提出的分布式电源投资方法,可为投资者选取分布式电源规模和位置提供依据,降低配电网运营成本,提高配电网的供电可靠性。     

单-双极运行方式转换直流电力电子变压器的启动策略研究

直流电网技术的各类场景,均存在实现各类功能的直流型电力电子变压器。分布式/集中式的新能源电站自身的单极性直流输出,与外部连接的双极性电网之间,需要一种专用的单-双极运行方式转换直流电力电子变压器,用以匹配两者运行方式的差异。本文基于双向有源全桥电路,给出一种应用于该场景下的具体实现方案。在分析其电路拓扑、工作原理、控制策略基础上,设计出一套功率30k W,输入150V转换为±150V的单-双极运行方式转换直流电力电子变压器。针对不同的工况下外部条件不同以及控制目标差异,对变压器启动过程进行研究,并设计相应的启动控制策略。仿真与实验结果均证明了理论分析的正确性和有效性。