高密度分布式光伏发电系统接入配电网准入容量研究

光伏发电是可再生能源中最有发展前景的一种新能源发电形式。高密度分布式光伏发电系统接入配电网可能引起电压偏差越限的问题。建立了考虑分布式光伏发电系统多点接入的馈线电压偏差计算模型,并分别分析了过电压及低电压条件约束条件下不同型号架空及电缆线路光伏电源的准入容量及最大渗透率,根据建立的计算模型采用PSS/E软件进行仿真计算,计算结果表明:利用光伏电源的调压作用可防止过电压,减短馈线长度可防止低电压;电缆线路的光伏电源准入容量主要受过电压因素的限制,而架空线路主要受低电压因素的限制。     

低压系统电压约束下光伏发电准入容量确定的简化解析式研究

针对配电网中光伏发电接入容量不断增加造成电压越限的潜在问题,研究了一种确定配电网光伏发电准入容量的简化方法。首先,构建了含光伏发电的配电网简化模型,推导了在低压系统电压约束下光伏发电运行于单位功率因数时准入容量确定的解析式;进一步在光伏发电出力过高造成电压越限情况下,给出了确定所需附加无功补偿量的解析式;最后,分析了光伏逆变器无功出力受功率因数限制的特点,提出了一种超前功率因数下光伏发电准入容量确定的简化解析式方法。借助DIgSILENT仿真软件,案例分析在一个IEEE 33节点系统中展开,通过对比文中方法计算结果与时域仿真结果,二者之间偏差满足实际工程要求,验证了该方法的有效性。此外,还分析了文中方法存在误差的原因。     

考虑过电压因素时分布式光伏电源的准入容量

大量分布式光伏接入配电网可能引起电网电压偏差越限。首先建立了不同分布规律下负荷引起的电压损失计算模型和光伏引起的电压抬升计算模型,在母线电压偏差可达标准上限的前提下,导出了线路不出现过电压时允许接入的最大光伏容量。针对10 kV典型线路,给出了光伏与负荷相同分布规律下的最大光伏渗透率和不引起过电压条件下的馈线首端电压裕度。结果表明,架空线路比电缆线路可接纳更大的光伏容量,利用光伏电源的调压作用可防止过电压,降低母线电压可允许接入更多光伏容量。     

基于配电网静态电压质量机会性约束的可再生能源分布式发电容量规划

从配电网自身参数角度分析分布式电源并网后带来的电压越限问题,研究配电网静态电压随分布式电源功率注入的变化趋势。提出一套系统性地考虑分布式电源出力随机性和相关性以及配电网静态电压质量机会性约束的分布式电源接入容量规划方法。较之现有分布式电源规划方法,所提方法在可接受的计算强度下更加专注于提高处理分布式电源出力随机性和相关性的准确性,保证了规划结果的可靠性。所提方法使用差分进化算法对拉丁超立方采样所生成的分布式电源出力的原始采样序列进行重排序,从而满足电源出力相关性的要求;利用概率潮流的方法将分布式电源的随机出力映射为节点电压的概率分布以满足规划过程中电压质量的机会约束。采用差分进化算法对规划模型进行求解。IEEE 33节点配电网中的应用验证了所提方法的有效性及实用性。     

基于灵活网架的分布式光伏电源准入容量研究

分析推导了分布式光伏电源接入区域配电网的影响,在此基础上,考虑主动配电网背景下的灵活网架,以一系列静态安全稳定指标作为约束,建立了分布式光伏电源准入容量求解模型。将单个以及多个光伏电源接入的情况分开求解,相应地分别采用基于二分法的枚举法以及混合智能遗传算法求解,保证了模型求解的高效性。利用所提模型、算法,对10 k V中压配电网的几种典型网架接线进行分布式光伏电源准入容量的计算、比较、分析,验证了方法的有效性,总结了相关规律,提出了建议。     

考虑电压质量与短路容量约束的分布式电源准入容量分析

在以风能、光伏为主要发电形式的分布式电源大量并网的趋势下,研究配电网接纳分布式电源的准入容量对电力系统运行调度人员意义重大。在充分考虑电压偏差与电压波动指标的前提下兼顾短路容量不越限,建立了以分布式电源接入容量最大为目标函数的优化模型。通过实际配电网算例,分析了不同类型的分布式电源以及不同接入容量对配电网的影响,给出了分布式风机和光伏不同输出特性组合下最大可接入容量边界。研究结果表明:分布式电源的接入对配电系统短路容量的影响有限,不会对传统的配电自动化系统产生实质的影响,电压偏差和电压波动约束是制约分布式电源准入容量的主要影响因素。     

分布式发电接入余杭电网的电压稳定及准入容量分析

分布式发电(distributed generation,DG)接入容量、采用的控制方式都将对电压稳定产生显著影响。针对DG接入余杭电网,推导DG接入点电压关于渗透率的解析式,据此分析不同DG渗透率下的静态电压稳定特性和负荷PV特性。比较DG采用不同无功控制策略对静态电压稳定特性的影响,并对不同渗透率下DG接入余杭电网的暂态电压稳定性进行分析。结合静态和暂态电压稳定校验,确定余杭电网中允许DG接入的极限渗透率。分析结果表明,适当地增加分布式发电的穿透功率可提高系统承受负荷的能力。     

光伏集中并网电压约束下的准入容量与电压波动的评估方法

大容量光伏集中并网必定会对整个配电网特别是并网点的电压造成一定的影响,而光伏出力的随机性也会引起电压的随机波动。为此,建立了光伏集中并网后引起并网点电压偏差的数学模型,导出了以电压偏差不越限为约束的光伏准入容量,定义了能够全面反映母线电压波动情况的4项指标,即分布重心、离散度、偏度和峰度,提出一种评估光伏并网下电力系统电压波动状况的方法。基于光伏出力的随机模型在PSCAD中建立了符合实际情况的光伏电站组件,并以单电源链式配电网为例验证了上述指标的准确性和有效性。最后将所提指标和方法用于某地区含光伏电站电网的电压波动程度的评估,结果表明该指标和方法可为光伏电站并网点的优选提供参考依据。     

基于谐波约束的配电网光伏最大准入容量计算

首先,分析了光伏逆变器产生的谐波特点,并根据不同光伏装机容量产生的谐波注入电流计算了谐波潮流,建立了谐波评估模型。其次,建立了以节点电压和线路传输功率等限制因素影响下的最大准入容量计算模型,并结合谐波评估结果给出最佳配置模式。最后,通过算例计算,得出了配电网中分布式光伏接入位置对接入容量影响的规律,并通过计算得出了综合考虑光伏接入容量和谐波畸变率大小的最佳光伏接入位置。     

考虑电压约束的分布式电源接入配电网最大准入容量计算方法

研究了分布式电源接入配电网最大准入容量确定方法。从配电网接纳分布式电源的角度出发,在考虑节点电压约束的前提下,建立了含负荷不确定性的分布式电源接入配电网最大准入容量的双层规划数学模型,通过适当的变换将求解双层规划问题变成求解多次单层规划的问题,然后提出采用可信赖域序列二次规划算法来求解变换后的单层规划问题。为验证所提方法,对IEEE 33节点系统算例进行了仿真,结果表明所提算法能较好地求解分布式电源接入配电网最大准入容量的问题。     

基于安全约束最优潮流的分布式电源准入容量计算

合理配置分布式电源的位置和容量,可以解决分布式发电并网带来的许多经济和技术问题。从分布式发电可以灵活切出电网的特点出发,以分布式电源的切出作为预想故障,建立安全约束最优潮流模型,计算多个分布式电源准入容量。分析了分布式电源切出后,系统节点电压变化情况,并将电压变化量约束扩展到静态安全约束最优潮流中。用现代内点算法求解模型,比较了不同功率因数对分布式电源最大准入容量的影响。在Matlab平台上仿真表明:所建模型可以可靠有效地计算分布式电源的准入容量,保证分布式电源切m后系统的静态安全;且系统各节点电压变化量在要求的范围内,满足配电系统电压质量的要求。     

虑配电网电流保护约束的分布式电源准入容量研究

分布式电源(DG)的接入改变了传统配电网的单电源辐射式供电模式,可能导致原有继电保护装置出现误动、拒动或无法识别故障的情况。为解决此问题,以配电网中DG的接入容量最大化为目标函数,配电网三段式电流保护正确动作为约束条件,建立了DG准入容量的优化模型。对于多个DG接入配电网的情况,采用小生境遗传算法求解模型。算例仿真验证了所提方法的正确性和有效性。     

考虑配电网电流保护约束的分布式电源准入容量研究

分布式电源(DG)的接入改变了传统配电网的单电源辐射式供电模式,可能导致原有继电保护装置出现误动、拒动或无法识别故障的情况。为解决此问题,以配电网中DG的接入容量最大化为目标函数,配电网三段式电流保护正确动作为约束条件,建立了DG准入容量的优化模型。对于多个DG接入配电网的情况,采用小生境遗传算法求解模型。算例仿真验证了所提方法的正确性和有效性。     

分布式光伏发电对配电网电压的影响

分析了传统配电网中接入分布式光伏发电系统给配电网带来的不利因素,如逆功率流和节点过电压等。为了保证电网节点电压在规定范围内,必须限制光伏电源的最大准入容量。以IEEE13节点网络为例,在DIgSILENT中建立了仿真模型,研究了光伏电源接入容量对配电网节点电压的影响。结果表明,光伏系统对节点电压的抬升作用随接入容量的增加而上升,并得到在过电压限制下配电网对分布式光伏发电系统的接纳能力。     

基于机会约束规划含光伏发电的配电网故障恢复

根据不同时段光照强度的概率密度函数构造了光伏发电(photovoltaic,PV)功率的离散概率模型。在此基础上,以关状态为优化变量,以高于置信水平的失电负荷量小为目标函数,以节点电压和支路功率越限概率满足置信水平要求为约束条件,建立了基于机会约束规划的含光伏的配电网故障恢复模型。充分利用光伏发电孤岛及光伏发电与配电网的协调配合,完善了光伏发电的孤岛策略,以保证重要负荷的供电。将生成树与蚁群算法结合,提出了求解配电网故障恢复机会约束规划模型的改进算法。IEEE 33节点系统算例仿真结果验证了该模型和算法的有效性。仿真结果也表明:故障发生时刻和故障恢复时间对含光伏发电的配电网故障恢复有重要影响,应结合故障发生时刻和故障恢复时间进行配电网故障恢复方案决策。     

考虑电压约束的配网分布式电源准入功率研究

为了解决分布式电源接入配网的电压越限问题,首先分析了分布式电源接入对配网电压分布的影响,然后分析了对系统功率损耗的影响。利用得出的结论提出一个基于最优潮流的配网管理系统,该系统使用主动控制策略,能够在改善线路电压分布、降低系统功率损耗的基础上提高分布式电源的准入功率。     

基于配电网电流保护约束的分布式 光伏电源容量分析

10kV配电网保护大多数采用阶段式的过电流保护,但分布式电源的接入使配电网从单电源网变成多电源的复杂网络,各设备之间的电流保护整定配合变得相当复杂,降低了配电网供电可靠性。在不增加配电网设备前提下,以配电网阶段式电流保护整定值为约束,满足配电网电流保护的选择性、灵敏性和可靠性要求,先建立了逆变型分布式电源的模型,分析逆变型分布式电源(IIDG)的接入对配电网电流分布以及发生故障时对保护动作的影响,对不同接入位置的分布式光伏容量的极限值进行求解和仿真分析。在短路电流迭代计算时考虑了分布式电源的低电压穿越特性,对并网点故障电压与IIDG提供的故障电流之间存在的非线性关系进行修正,直到迭代所得故障后并网点电压收敛。     

优化动态电压控制以提高光伏电源准入容量的研究

光伏电站高渗透率情况下,分布式配电系统存在动态电压变化过大的问题。为保证电网的安全性,光伏的最大准入容量会受到相应的限制。动态特性是影响光伏准入容量的最主要因素,通过移动云层模型分析了光伏电源输出电压的动态特性,提出了旨在优化动态电压控制并增加中低压电网光伏电源接入容量的一种STATCOM的快速响应控制器的设计,可有效提高光伏电源的最大准入容量。仿真实验结果验证了该方法的有效性。     

考虑静态安全约束的分布式电源准入容量计算

分布式电源的接入给配电网带来了一系列影响,在大量分布式电源亟待并网运行的趋势下,研究一个系统能够承受的分布式电源容量具有重要意义。该文分析了分布式电源对配电网电压分布和线路潮流的影响以及分布式电源并网位置和功率因数对准入容量的影响,从电力系统静态安全约束的角度出发,建立了计算分布式电源准入容量的数学模型。对于多个分布式电源的情况,提出了准入容量计算的双层优化模型和相应的优化求解算法,并通过对实际配电系统进行分析,验证了该方法的正确性和有效性。