配电网分布式电源接纳能力评估方法与提升技术研究综述

针对大规模分布式光伏接入给配电网带来的电压越限风险,提出了一种基于改进全纯嵌入法的光伏接纳能力评估方法。首先,引入离散–聚合方法对时序数据进行处理,利用所生成极端场景集代替原序列进行接纳能力评估;其次,在传统全纯嵌入模型基础上构建了自定义方向模型,进一步推导了满足电压约束的可行域范围,并将节点Sigma轨迹与可行域边界相交作为单次运算下光伏最大接纳容量的判据;然后,利用蒙特卡罗模拟生成相互独立的光伏接入方案,使用所提判据确定各方案下极端场景集对应的接纳容量;最后,统计计算结果,获取光伏接纳容量的累计分布曲线,以此确定电压越限风险下系统的光伏接纳能力。在IEEE 33节点配电网系统上验证了所提方法的有效性和可行性。

     

国内外分布式电源接纳能力及提升方法综述

分布式电源作为大电网的补充,被看作是能源结构转型的重要措施之一。在这个大环境下,运营商和投资人急需一个判定配电网对分布式电源的最大接纳能力和如何增加这一接纳能力的方法。介绍了世界各国目前采用的分布式电源并网规范,并就规范对比分析了各国目前限制分布式电源最大接纳能力的约束条件。在此基础上,对比世界各国目前所采用的可行的增加配电网接纳能力的方法。     

配电网接纳分布式电源能力分析

分布式电源接入配电网会对系统的运行和可靠性产生重要影响,接入方式不当会影响到电网的安全运行。为了分析配电网接入分布式电源的容量的限制条件,考虑配电网不同的运行条件和方式,总结限制分布式电源接入的各种因素,提出一种结合静态安全限制因素定量计算和动态安全限制因素仿真校验的确定分布式电源准入容量工程化方法,通过算例的分析与计算表明该方法能够满足各种运行方式下配电网对分布式电源的接纳能力分析计算,在实际电网运行中具有较强的应用性。     

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。     

配电网接纳电动汽车能力评估方法研究

规模化的电动汽车接入将对配电网的运行与规划产生显著影响,提出一种配电网接纳电动汽车能力的评估方法。采用蒙特卡洛模拟不同类型电动汽车的并网场景,建立负荷预测模型,根据配电网的拓扑结构及供电方式划分供电区域,结合电动汽车负荷的时空分布特性和配电网的供电区域进行分层负荷分配,计算系统总负荷,判断负荷过载情况。在此基础上利用三相潮流结果的概率模型,从节点电压偏移和网络功率损耗评估配电网运行情况。以IEEE123节点配电网为例进行了适应性评估,该评估方法可为配电网运行与规划设计提供分析手段。     

提升分布式电源接纳能力的配电网三相鲁棒动态重构

不可控分布式电源(UDG)给主动配电网带来了显著的功率波动和不确定性。为消纳更多的UDG,主动配电网的拓扑结构应随系统的运行工况动态灵活配置。此外,由于配电系统的负荷通常是三相不平衡的,实际应用中也需要计及网络三相不平衡的重构模型。对此,基于自适应二阶段鲁棒优化方法,提出了一种三相不平衡配电网的动态重构方法。其中,第一阶段为在考虑的整个重构超前时段内优化网络的拓扑,以减少日常的开关费用并保持网络的辐射状结构。第二阶段为基于给定的网络拓扑和UDG出力不确定集合,通过执行三相动态最优潮流来最小化系统最坏情况下的运行成本。所提二阶段鲁棒动态重构模型可采用列与约束生成算法进行求解,并且线性三相潮流模型的采用,使主问题与子问题均可建模为混合整数线性规划问题。通过对修改的IEEE 34节点及IEEE 123节点系统的测试计算,验证了所提方法的有效性。     

含分布式电源的配电网供电能力评估方法

供电能力是评估现代配电网的一项重要指标。本文针对分布式电源的配电网,基于改进的重复潮流法,优化了含分布式电源的配电网供电能力分析模型,分析并得出了最大供电功率;并针对分布式电源的波动性和间歇性等特点,建立了含分布式电源的配电网供电能力综合评估体系,利用基于德尔菲法的层次分析法对分时段供电能力综合评估;通过算例对比验证了所提供电能力评估方法的有效性和可行性,能够清晰和客观地评估含分布式电源配电网供电能力。     

配电网对分布式电源和电动汽车的承载力评估及提升方法综述

以新能源为主体的新型电力系统已成为未来电网发展的方向,在配电网中表现为分布式光伏、风电等分布式电源(distributed generation, DG)和电动汽车(electric vehicles, EV)渗透率的提高,因此,评估配电网对DG和EV的承载力对配电网规划具有重要意义。首先从DG和EV不确定性的建模方法、DG和EV充电桩/站选址策略、配电网承载力的评估指标和承载力评估方法等4个角度分析归纳了评估配电网对DG和EV承载力的理论基础,然后从源、网、荷、储4个方面分析了配电网承载力提升的关键技术,最后结合我国新型电力系统的发展趋势和特点对配电网承载力研究进行了展望。研究结果可为新型电力系统下配电网接入大规模分布式新能源及新型负荷的规划提供有益参考。     

配电网对分布式电源和电动汽车的承载力评估及提升方法综述

以新能源为主体的新型电力系统已成为未来电网发展的方向,在配电网中表现为分布式光伏、风电等分布式电源(distributed generation, DG)和电动汽车(electric vehicles, EV)渗透率的提高,因此,评估配电网对DG和EV的承载力对配电网规划具有重要意义。首先从DG和EV不确定性的建模方法、DG和EV充电桩/站选址策略、配电网承载力的评估指标和承载力评估方法等4个角度分析归纳了评估配电网对DG和EV承载力的理论基础,然后从源、网、荷、储4个方面分析了配电网承载力提升的关键技术,最后结合我国新型电力系统的发展趋势和特点对配电网承载力研究进行了展望。研究结果可为新型电力系统下配电网接入大规模分布式新能源及新型负荷的规划提供有益参考。     

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。     

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。     

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。     

含分布式电源的配电网可靠性评估综述

介绍了分布式发电的概念和特点,概述了国内外分布式发电技术的研究现状,并分析了分布式电源的接入对配电网可靠性评估的影响。指出分布式电源的接入改变传统配电网的辐射状的结构,使潮流双向流动,孤岛运行和分布式电源输出功率的不确定性给配电网的可靠性评估带来新的挑战,并从分布式电源的可靠性评估模型、分布式电源的孤岛划分、负荷及元件可靠性参数的不确定性对含分布式电源的的新型配电网可靠性评估进行了阐述。最后提出含分布式电源的新型配电网可靠性评估中急需攻破的几个难题。     

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。     

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。     

低压配电网分布式光伏接纳能力分析

针对光伏–储能系统在配电侧日前电能量市场和备用市场中联合投标的问题,提出一种光储系统日前投标决策–实时功率调整方法。首先,光储系统在日前电能量和备用市场中开展投标决策,通过安排储能日前充放电计划增加光储系统的日前售电收益,通过储能提供备用容量降低光储系统的日前备用购买成本。然后,提出储能在实时阶段的运行策略,基于储能在日前阶段的备用安排,通过对储能充放电功率的实时调节,应对光伏发电实时出力的不确定性,增加光储系统的整体收益。最后,在IEEE 33节点配电系统中开展仿真验证,结果表明所提方法有效增加了光储系统的日前投标收益,降低了光储系统的实时偏差惩罚,提升了光储系统在能量–备用联合市场的总收益。

     

分布式清洁电源接入配电网研究综述

研究了产业政策、技术标准等对分布式清洁电源接入要求。研究分析分布式清洁电源接入对电网二次系统(保护、自动化、通信)产生的影响及存在的实际问题,提出相应办法和措施。分析分布式清洁电源接入对配网运行和控制的影响,研究对保护影响,分布式清洁电源接入后对现有故障处理方式影响等及相应解决方案。     

直流配电网拓扑结构与接纳分布式能源能力研究

直流配电网具有友好接纳分布式能源(DER),提高供电质量及节能降耗等优点,在未来城市电网、微电网等领域有良好的应用前景。合理的拓扑结构是直流配电网研究首先需要解决的问题。通过建立网络功率分布计算模型,在对比分析了直流配电网不同拓扑结构特点及DER接入能力的基础上,提出了网格式直流配电网的拓扑结构,并根据功率分布特点优化为分层分区的网状结构框架。仿真计算结果证明了网格式结构的电网接纳DER的能力优于辐射型和环网结构的电网。     

电网风电接纳能力评估方法综述

对电网的风电接纳能力进行评估不仅有利于风电的规划发展,还有利于系统的调度运行。根据风电建设的不同阶段及风电接纳能力评估的不同效用,将风电接纳能力研究分为2个阶段:第一阶段是指在风电发展的初期,评估主要效用是服务于风电的规划发展,为确定电网的最大风电装机容量提供数据支撑;第二阶段是指在风电大规模并网以后,评估主要效用是服务电力系统调度运行,提高电网的风电消纳能力。分析了2个阶段的风电接纳能力评估方法,指出了目前风电接纳能力评估所存在的一些不足及相应的改进措施,并对风电接纳能力后续研究所需注意的问题提出了建议。     

含分布式电源配电网供电能力的概率评估

随着分布式电源渗透率的不断提高,配电网对供电能力评估变得更加困难。本文考虑到分布式电源出力的随机性,构建了配电网对供电能力的评估指标,利用两点估计方法的特点将研究对象的随机性转化为确定性并进行计算,然后利用重复潮流法计算出供电功率样本值,通过柯尼斯-费希尔级数计算供电功率概率分布函数并建立概率密度模型,提出了含分布式电源的配电网供电能力的概率评估方法。通过IEEE33节点算例与蒙特卡罗方法对比分析,该方法在可行性和快速性方面具有优势,可以有效评估含分布式电源配电网的供电能力。