考虑不确定性的含DG与EV配电网无功电压协调优化方法

利用双馈风电机组和光伏发电系统等能够提供无功功率的分布式电源作为一种电压调节手段与传统的电压调节方式结合,在计及电动汽车入网充电作为一种随机负荷的情况下,建立了考虑不确定性的含分布式电源与电动汽车的配电网无功电压协调优化模型。以节点电压期望值平均偏差最小为目标函数,同时加入有功网损期望值和节点电压期望值最大偏差值为罚函数,使用本文提出的一种改进果蝇优化算法对优化模型进行求解。最后利用IEEE 33节点系统进行仿真计算并与粒子群算法进行比较,证明了本文所提出的优化模型和算法的有效性。     

配电网对电动汽车可接纳能力分析

随着新能源汽车保有量持续上涨,大规模电动汽车接入对城市配电网的安全稳定运行带来了一定影响,研究配电网对电动汽车可接纳能力十分迫切。该研究基于不同类型电动汽车性能参数和驾驶者行为特性建立了电动汽车充电功率需求模型,分析了一定规模电动汽车接入对配电网日负荷曲线的影响。设置了含电动汽车V2G和DG并网发电4种不同场景,从电压偏差和静态电压稳定极限两个方面定量分析了配电网对电动汽车的接纳能力,以IEEE33节点配电系统为例,对比了4种不同场景下配电网对电动汽车的接纳能力。     

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。     

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。     

混合交直流主动配电网接纳裕度双重不确定性优化模型

接入的电能超出配电网接纳裕度时,为使充电接纳裕度最大化,风光出力波动最小化,提出混合交直流主动配电网接纳裕度双重不确定性优化模型。获取双重不确定因素,以电动汽车充电接纳裕度最大化、风光出力波动最小化为目标,以节点电压、风光出力以及接纳裕度等为约束,构建配电网优化模型,并通过混沌二进制粒子群算法求解优化模型,得到迭代后的最佳优化结果,实现配电网接纳裕度双重不确定性优化。经试验验证：通过该方法优化后,配电网的平均接纳容量从1 200 kW达到了2 000 kW左右,且始终保持在接纳裕度的优质区间内;接入不确定性电能类型后,节点的电压越限概率均最高在2.7%,各节点产生的弃能均保持在6 MW·h以下;各节点在峰时接入风、光机组时,风、光出力的最高波动值依然低于3.5 kW·h;当配电网处于恶劣环境下,日常接入不确定性电能时,配电网的有功网损处于0.25～0.40 MW之间。     

基于HEM灵敏度的配电网分层分区电压调节策略

针对光伏接入后潮流倒送和出力波动带来的电压越限问题,提出一种基于全纯嵌入法(holomorphic embedding method, HEM)灵敏度分析的光储参与配电网分层分区电压调节方法。首先,建立储能和光伏的无功出力模型,并推导出基于HEM的配电网电压灵敏度矩阵,根据灵敏度矩阵运用聚类对配电网进行分区。然后,建立上层电压优化模型,通过全局和分区优化协调调度并网储能、光伏电站与无功调压设备对节点电压和网损进行优化;下层电压调节模型进一步挖掘并网小型分布式光伏及储能的无功能力,基于所得电压灵敏度对各区内越限节点的电压进行调节。最后,应用于某省35 kV的配电网实际系统,验证了所提灵敏度计算方法能够提高电压灵敏度的计算效率以及所提分层分区调压策略能够较好地改善光伏并网后电压越限问题。     

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。     

基于HEM灵敏度的配电网分层分区电压调节策略

针对光伏接入后潮流倒送和出力波动带来的电压越限问题,提出一种基于全纯嵌入法(holomorphic embedding method, HEM)灵敏度分析的光储参与配电网分层分区电压调节方法。首先,建立储能和光伏的无功出力模型,并推导出基于HEM的配电网电压灵敏度矩阵,根据灵敏度矩阵运用聚类对配电网进行分区。然后,建立上层电压优化模型,通过全局和分区优化协调调度并网储能、光伏电站与无功调压设备对节点电压和网损进行优化;下层电压调节模型进一步挖掘并网小型分布式光伏及储能的无功能力,基于所得电压灵敏度对各区内越限节点的电压进行调节。最后,应用于某省35 kV的配电网实际系统,验证了所提灵敏度计算方法能够提高电压灵敏度的计算效率以及所提分层分区调压策略能够较好地改善光伏并网后电压越限问题。     

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。     

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。     

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。     

谐波约束下的配电网接纳分布式电源能力分析

逆变型分布式电源(DG)产生的谐波直接影响了DG在配电网的渗透率,从电压畸变和电流畸变2个制约因素分析配电网中压馈线对DG接纳能力的影响。推导DG和负荷分布位置对馈线电压畸变率的作用规律,以及考虑电流畸变率影响时最不利条件下的渗透率计算公式。提出基于随机场景的仿真计算方法,针对随机场景集合采用试探寻优的方法计算渗透率。算例验证了所提方法的有效性。     

计及电压稳定性评估的配电网DG选址定容的研究

近些年配电网设备的运行越来越接近极限状态,使配网中也开始出现电压稳定问题。针对目前DG接入配网的研究大多未考虑电压稳定的因素,提出一种计及电压稳定性评估的配电网DG选址定容决策方法。通过对传统电压稳定指标进行改进,将电力系统允许的电压运行范围纳入稳定评估指标中。在综合考虑电压稳定性、系统网损和电流裕度指标的基础上,采用(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution, TOPSIS)多目标决策方法对DG接入配电网的位置和容量进行决策。通过两节点系统算例与传统电压稳定指标的对比,验证了改进的电压稳定评估方法的合理性。通过IEEE33节点系统算例分析,验证了DG选址定容策略的可行性和有效性。     

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。     

基于DG和多端VSC协调控制的交直流配电网优化运行

分布式电源(DG)大规模并网不仅带来了消纳问题,还使交直流网络的经济安全运行面临巨大挑战。基于此,文中提出一种基于DG选址和多端电压源换流器(VSC)协调控制的交直流混合配电网优化运行方法。针对DG选址,基于灵敏度分析方法提出一种节点网损灵敏度指标,利用网络中不同位置的负荷节点对网损敏感度不同的规律进行交流网侧的DG选址。进而建立以网络有功总损耗、节点电压偏移量和DG盈余量最小为目标的多目标优化模型,对多端VSC不同控制策略下的端口功率电压变量和DG的有功出力进行协调控制。仿真结果表明,所提优化运行方法能够提高网络运行经济性和安全性,并兼顾配电网对DG的消纳水平,为实际工程中的决策人员提供重要的参考。     

分布式发电接入配电网后对系统电压及损耗的影响分析

针对分布式电源（Distributed Generators,DGs）类型的多样性及其接入对配电系统影响的差异性,研究了不同类型的DGs在接入位置、接入容量发生变化时对系统电压及网损影响的变化规律。通过对不同类型DGs的分析处理,运用改进前推回代法潮流计算程序对其接入辐射状配电网前后的电压分布、有功损耗进行精确计算,并采用系统电压改善程度、有功损耗改善程度指标来评价不同类型DGs对系统电压和网损的影响程度。通过IEEE33节点系统的仿真试验,全面总结了不同类型DGs在配电网中接入位置、出力、布局等方面改变时电压及功率损耗的变化规律。     

基于动态无功电压灵敏度的有源配电网移动式储能优化调度

随着城市负荷尖峰以及分布式电源渗透率的持续攀升,有源配电网存在负荷峰谷差进一步增大以及电压越限的风险。移动式电池储能系统(MBESS)具备时间-空间灵活性和四象限输出能力,考虑其有功出力参与削峰填谷、无功出力参与电压调节,提出了一种基于电压灵敏度分析的有源配电网MBESS的优化调度方法。首先,针对MBESS出力与接入位置之间的耦合影响,推导定有功功率条件下满足仿射关系的无功电压修正灵敏度;其次,考虑不同网络结构下不同节点电压的调整需求,提出一种动态无功电压修正灵敏度的计算方法,旨在确定MBESS的时序最优接入方案;然后,构建充分考虑运行经济性与可靠性的MBESS双层优化调度模型;最后,以IEEE 33节点配电系统为例,采用增强烟花算法对所提模型进行求解,结果表明所提方法能够在保证MBESS具备较好经济效益的同时,有效减小负荷峰谷差以及提升配电系统的整体电压水平。     

考虑电压暂降风险的高压配网动态无功容量优化配置

高压配网系统中,结合敏感负荷特性,引入电压暂降风险作为电压稳定的考虑对象。选用STATCOM进行动态无功补偿,从暂态研究电压稳定。建立无功优化的单目标函数模型,将电压暂降损失、线路有功损耗、动态无功补偿装置费用经济量化相加。设定多组无功容量并求取相应的总支出费用。通过Matlab软件对费用和容量进行曲线拟合,以计算最优容量。最后以广东电网某片区进行实例仿真,求取对应的最优解,结果显示在提高电力系统的安全可靠性同时也大大降低了经济成本。