低压配电网高比例户用光伏消纳技术研究综述

为了适应能源转型需求和缓解环境危机,实现光伏资源分散开发及就地利用,低压配电网中高比例户用光伏发电的消纳技术正在成为研究趋势和应用方向。高比例户用光伏并网导致低压配电网运行风险和管控难度增大。文章分析了户用光伏并网对低压配电网带来的影响;对低压配电网中主要电压控制设备的调节特性进行了梳理;在此基础上,综述了基于电压控制、谐波抑制和三相不平衡控制的低压配电网光伏消纳技术;总结了当前研究存在的不足,并展望了高比例户用光伏发电消纳技术的发展趋势。     

计及复合电能质量的配电网附加损耗量化计算与建模仿真

准确量化计算电能质量问题与低压配电网附加损耗间的关系对分析损耗构成、提高损耗计算精度、制定合理降损措施具有指导意义。在理论分析三相不平衡、电压偏差同时存在时和谐波单独存在时低压配电网配电变压器与线路附加损耗的基础上,采用谐波三相不平衡度表征指标得到复合电能质量下低压配电网的附加损耗计算模型,在Matlab/Simuli...     

分布式光伏并网系统电压越限风险及谐波影响

在“源-网-荷-储一体化”协同发展背景下,随着电力电子技术的发展,光伏并网引发的电压波动、谐波畸变等问题进一步显现,因此明确分布式光伏并网系统内电能质量问题产生的机理,对保持配电系统的经济稳定运行至关重要。研究了光伏并网系统多种典型电能质量问题的发生机理,介绍了典型的光伏并网系统的结构特点和运行原理;根据原理分析了光伏并网对电压偏差和功率因数的影响;通过分析原理及仿真数据对比介绍了分布式光伏引起的谐振风险以及谐波畸变情况。根据低压光伏台区实测数据以及仿真算例,分析了分布式光伏并网对电压偏差、电压波动、谐波电压等电能质量指标的影响,结果表明,光伏并网会引起电压波动、谐振、谐波等电能质量问题,因此在推进光伏并网的同时,既要考虑电能质量制约因素,又要考虑大规模光伏并网带来的消纳问题。     

光伏发电项目系统接入技术探讨

近年来新能源发电技术及并网规模迅速发展,光伏发电并网容量逐年增大,在电力系统中发挥着重要的作 用.配电网络消纳了数量较多的光伏发电电源,这些新型发电系统的并网提高了新能源利用率,为配电网输送了电 能,但也带来了电压波动、谐波、闪变等不稳定因素,甚至会造成电压越限等严重影响配电网电能质量的问题.对并 网光伏发电系统应满足的技术要求进行分析,包括电能质量、谐波、电压偏差、电压波动、电压不平衡度、直流分量 等;在电网电压偏差和频率异常的情况下,研究了并网光伏发电系统的响应特性应满足的故障穿越运行要求.针对并 网光伏发电的运行指标,对光伏发电项目进行相应设计,包括谐波允许值、无功计算、消弧线圈等,并对其运行分析 提出了相应技术要求,确保了受端配电网络安全可靠稳定运行.     

分布式光伏并网对配电网的影响研究

针对大规模分布式光伏并网给配电网带来的问题,该论文从潮流、电能质量(电压偏差、电压波动与闪变、谐波与谐振问题、三相不平衡问题)、网络损耗和配电网保护等方面综述了分布式光伏接入配电网对配电网的影响、产生这些影响的原因、以及对相应不利影响的解决措施.所做的工作有助于指导相关研究和实际应用,达到提高配电网对光伏发电的消纳能力...     

神经网络控制APF综合治理研究

针对分布式新能源、电动汽车以及各种储能装置的大量接入,给低压配电网带来三相不平衡及电网谐波等电能质量问题,提出一种基于小脑神经网络(CMAC)与比例积分(PI)算法相结合控制的有源电力滤波器(APF)控制方法,对低压配电网中的三相不平衡及谐波等问题进行了有效治理。仿真结果表明,该控制方法对治理低压配电网三相不平衡与谐波问题效果明显,克服了网侧电流存在突波的现象。     

基于三相四线制最优潮流的低压配电网光伏-储能协同控制

大规模户用光伏不平衡接入低压配电网会造成严重的电压越限、网损和三相不平衡。针对当前户用光伏消纳控制技术对三相四线制低压配电网不适用的问题,提出了一种基于三相四线制最优潮流的低压配电网光伏-储能协同控制方法。考虑电压、电流的幅值和相角,采用三相四线制节点导纳矩阵建立了低压配电网的网络拓扑结构;综合考虑网损和三相不平衡度最小,建立了储能元件有功功率和光伏逆变器无功功率的三相四线制线路多时段协同控制模型;通过复数变量拆分和模型凸化以降低三相四线制模型的求解难度,采用CPLEX算法包求出模型全局最优解。仿真结果表明,所提出的基于最优潮流的控制方法在大规模光伏和负荷不对称接入条件下能够有效抑制电压越限,同时达到降低网损、改善电网三相不平衡的目的。     

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。     

基于配电网谐波责任划分的分布式有源滤波系统

随着电力电子装置的广泛应用和多种分布式能源的接入,低压配电网的电能质量问题已日益突出。为改善多馈线型低压配电网公共连接点(PCC)处的电能质量,降低其电压谐波失真,以具有谐波补偿功能的单相光伏并网设备为基本单元,构建了一个分布式有源滤波系统。通过分析低压配电网中各馈线对PCC处电压谐波的责任,对各馈线的谐波补偿任务进行了优化调整。此外,采用基于虚拟谐波阻抗的下垂控制方法,实现了多设备并联时的自主协调,并提出了一种参考PCC处谐波责任的谐波补偿容量分配算法,提升了在输出容量限制情况下分布式有源滤波系统的谐波补偿效果。最后,通过软件对上述模型和控制策略进行了建模与仿真,仿真结果验证了该系统的可行性和有效性。     

海南电网分布式光伏消纳能力评估

利用DIgSILENT/PowerFactory仿真软件,从电能质量、经济运行、继电保护等方面研究了分布式光伏接入对海南电网的影响。基于系统的安全经济运行约束,对海南电网常见典型接线形式的多种运行方式进行了消纳能力评估。结果表明,各类典型配电网的消纳能力为相应配电网峰荷的20%~40%;制约配电网消纳光伏发电的主要因素为中压配电网功率因数下降和低压配电网三相不平衡。     

光伏接入对配电网电能质量的影响及 最大接入容量分析

利用DIg SILENT/Power Factory仿真软件,搭建了某地区10 k V配电网典型接线模型,从电压偏差、电压波动、三相电压不平衡和谐波畸变等方面分析了分布式光伏接入对该地区配电网电能质量的影响。针对不同的典型接线形式,以电能质量为约束计算了配电网的分布式光伏的最大接入容量。结果表明,分布式光伏在馈线末端接入时,对电能质量的影响最大;电能质量满足要求时,各类型配电网所允许接入的最大光伏容量为负荷的35%~50%,主要制约因素为电压偏差。     

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。     

分布式光伏扶贫多点接入配电网最大容量分析

为解决分布式光伏扶贫项目多点接入配电网最大允许容量缺乏有效分析方法的问题,本文在总结光伏扶贫接入配电网典型模式基础上,针对分散多接入点模式,以电压偏差、线路极限传输容量及配电变压器额定容量为约束条件,建立分布式光伏扶贫接入低压配电网最大容量优化模型,提出罚函数法求解该模型的方法,针对某光伏扶贫项目最大接入容量进行定量计算。结果表明,该方法能够有效计算出低压配电网可接入的分布式光伏扶贫容量限制,可为指导分布式光伏扶贫安全、可靠接入低压配电网提供借鉴和参考。     

光伏扶贫地区分布式开发利用及消纳研究

光伏扶贫是我国探索出的适合贫困地区发展的扶贫政策。光伏扶贫利用贫困地区当地资源优势,建设光伏电站,利用光伏发电所发电量获得国家补贴,帮助贫困人口脱贫。本文对光伏扶贫地区分布式开发利用及消纳相关问题进行了研究。梳理了我国分布式光伏的扶贫政策、补贴政策、消纳政策;分析了扶贫地区分布式光伏接入对配电网电压质量、可靠运行、谐波抑制的影响;研究了光伏扶贫地区分布式光伏的接入模式、建设模式和投运模式;分析了扶贫地区分布式光伏的成本收益指标。在此基础上,提出了光伏扶贫地区分布式光伏发展保障策略,为光伏扶贫地区相关工作开展提供了建议及经验。     

计及光伏电源群相关性的低压配电网电压风险评估

光伏电源接入低压配电网会对其电压带来风险,且多个光伏之间存在的相关性对配网的影响不可忽视.为此,首先分析了低压三相配电网的电流注入法潮流计算模型,其次建模研究了光伏和负荷的随机特性以及光伏的相关性,接着对光伏出力随机变量进行解耦,得到由独立标准正态分布生成相关光伏出力分布的方法.然后提出了电压幅值和三相电压不平衡的风险...     

挖掘光伏无功能力的配电网无功电压协调控制策略

在高渗透光伏接入多电压等级配电网中,针对低压分布式光伏无功能力没有被充分利用和高/中/低压配电网无功电压未整体协调优化的问题,提出了一种充分挖掘光伏无功能力的多电压层级配电网无功电压协调控制策略。在低压配电网中,对于暂不具备通信网络,无法实现统一调度的光伏逆变器,采用3种就地自主电压控制模式进行实时无功电压控制;在多电压层级配电网无功电压协调控制模型中,考虑包括具备通信网络的光伏逆变器在内的各种无功源,建立电压分区和主导节点选择模型,设计上层全局优化和下层分区优化的双层协调控制策略,该策略充分挖掘了光伏无功对配电网电压的调节能力,实现对整个配电网的无功电压精准控制。将所提策略应用于江苏某220 kV主变区域实际系统,验证了其无功电压控制和消纳光伏发电的优势。     

考虑配电网电能质量改善的分布式光伏优化调度方法

针对配电网中存在的电压越限、谐波畸变、三相不平衡等问题,从综合改善多电能质量问题的角度出发,研究了一种配电网分布式光伏优化调度模型及其求解方法。首先,分析了分布式光伏并网逆变器进行无功功率、谐波电流及不平衡功率补偿的控制方案;在此基础上,以可调度分布式光伏的三相功率及谐波电流输出为控制变量,基于配电网三相基波及谐波潮流方程,建立了最小化网络损耗、不平衡电压以及谐波电压的最优潮流模型;然后,提出了一种潮流计算与优化计算交替迭代的两阶段优化求解算法,对非凸非线性的最优潮流模型进行变量削减,并将其转换为凸二次约束二次规划模型从而实现高效求解;最后,通过一个162节点三相配电网进行算例分析,结果表明,根据最优潮流模型结果对分布式光伏进行调度后,配电网谐波畸变、三相不平衡以及电压越限问题得到了有效改善,且两阶段优化求解算法的计算效率也满足配电网调度时间要求,验证了所提分布式光伏优化调度方法在改善配电网电能质量方面的有效性。     

考虑配电网电能质量改善的分布式光伏优化调度方法

针对配电网中存在的电压越限、谐波畸变、三相不平衡等问题,从综合改善多电能质量问题的角度出发,研究了一种配电网分布式光伏优化调度模型及其求解方法。首先,分析了分布式光伏并网逆变器进行无功功率、谐波电流及不平衡功率补偿的控制方案;在此基础上,以可调度分布式光伏的三相功率及谐波电流输出为控制变量,基于配电网三相基波及谐波潮流方程,建立了最小化网络损耗、不平衡电压以及谐波电压的最优潮流模型;然后,提出了一种潮流计算与优化计算交替迭代的两阶段优化求解算法,对非凸非线性的最优潮流模型进行变量削减,并将其转换为凸二次约束二次规划模型从而实现高效求解;最后,通过一个162节点三相配电网进行算例分析,结果表明,根据最优潮流模型结果对分布式光伏进行调度后,配电网谐波畸变、三相不平衡以及电压越限问题得到了有效改善,且两阶段优化求解算法的计算效率也满足配电网调度时间要求,验证了所提分布式光伏优化调度方法在改善配电网电能质量方面的有效性。     

光伏高渗透率下配网消纳能力模拟及电压控制策略研究

随着大规模分布式光伏系统并入配电网,配网渗透率不断提高。光伏出力与负荷的不平衡导致线路中出现逆向潮流,引起电压越限。采用蒙特卡洛随机法模拟配网大规模光伏接入的情景,从单渗透率和整体两方面对模拟结果全面分析以充分评估配电网的光伏消纳能力;提出利用光伏系统逆变器的控制措施缓解并网节点的电压越限问题,进而提升配电网光伏消纳能力,通过计算电压灵敏度矩阵为所有并网逆变器分配无功补偿量,辅以有功缩减改善光伏并网特性。通过Matlab搭建IEEE33节点系统,仿真结果表明所述方法的有效性和可行性。     

含高比例户用光伏的低压配电网电压控制研究综述

户用光伏的并网和利用对缓解当前的能源和环境危机具有重要意义,高比例户用光伏并网所导致的电压问题成为制约网络消纳的关键因素。阐述了含高比例户用光伏低压配电网中的电压问题;介绍了基于电压灵敏度分析的电压控制原理;在此基础上,综述了低压配电网中基于有功调节、无功调节、分接头调节以及多设备协调的电压控制方法;评述了以上方法的适用场景、优势以及不足;总结了当前研究所面临的挑战并展望了低压配电网电压控制新趋势。