基于分布式电源置信容量评估的变电站规划方法

针对未来规划区域面临大规模分布式电源(DG)接入的情况,提出了一种基于DG置信容量评估的有源配电网变电站选址定容方法。首先,从可靠性的角度出发,综合考虑变电站主变压器故障及DG出力的时序特性,根据DG接入前后可靠性指标不变的原则,引入了一种DG置信容量评估方法,然后结合加权Voronoi图算法,提出了一种含DG的变电站选址定容方法。最后,通过对实际算例的对比分析,验证了所提方法的有效性和实用性。     

DG容量及接入方式对变电站继电保护定值的影响

为探讨分布式发电(DG)的并网运行将可能对原变电站的继电保护带来哪些影响,以生物质能发电厂接入110 kV终端变电站为例,从故障点是否出现在系统电源进线入手,通过分析DG接入对变电站线路短路电流增量的影响以及线路故障尚未切除时DG能够满足暂态稳定运行时间的长短,进而研究分布式电源的不同容量、不同接入方式对所接入变电站原有三段式电流继电保护的影响,并通过EMTDC/PSCAD仿真加以验证.研究结果表明,在不考虑孤岛运行的前提下,分布式电源可能会对所接入的变电站出线三段式电流保护产生影响;对电流保护的动作电流定值的影响主要取决于DG容量的大小,会对哪些段的动作电流定值产生影响取决于故障时DG失稳时间的长短.     

电网规划中变电站容量的合理配置

结合银川电网规划实际,在论述变压器负载率、变压器容载比和负荷密度等概念的基础上,提出银川地区电网规划中变电站容量的合理配置方案.     

并网光伏电站置信容量评估

衡量光伏发电的置信容量是大规模光伏电站接入电网时需要考虑的问题之一。以光伏发电接入后系统可以减少的发电容量来评估光伏发电的置信容量,建立了考虑不同天气类型概率、最大辐射强度、云遮波动以及温度系数波动的年光伏出力波动模型。提出了基于序贯蒙特卡罗仿真的电力系统发电可靠性的计算方法,并以光伏发电接入前后的系统电力不足期望(loss of load expectation,LOLE)为基础,建立了目标函数,并用粒子群优化算法搜索光伏发电接入后系统的常规机组组合,使系统的可靠性水平与光伏发电接入前保持一致。某标准算例的仿真计算验证了上述模型和方法的正确性和有效性。     

并网光伏发电置信容量评估

提出了一种应用含衰老和竞争机制的粒子群算法(Particle Swarm Optimization with Aging and Challenging Mechanism,ACM-PSO),分别从负荷侧和电源侧求解并网光伏发电置信容量。在构建了以常规机组类型数为系统状态变量的基础上,将ACM-PSO算法作为一种系统状态扫描及分类工具筛选出对发电可靠性指标有贡献的系统故障状态集。定义了负荷比例增加方式,以光伏发电接入前后系统电力不足期望(loss of load expectation, LOLE)保持不变为原则,分别从负荷侧和电源侧构建了目标函数,应用ACM-PSO算法求解光伏发电的有效荷载能力和等效常规机组容量。应用改进的IEEE-RTS79测试系统验证了所提方法的有效性。     

变电站扩容和电池储能系统容量配置的协调规划方法

充分考虑电池储能系统（BESS）的充放电效益对变电站扩容建设的推迟作用,建立了变电站扩容建设和BESS容量配置的协调规划模型。新模型基于一个含风电场的典型地区配电网络及其日负荷曲线,考虑了购电费用和BESS与变电站扩容的综合投资运行费用目标,同时还考虑了BESS的充放电特点和网络的安全约束。其中对于变电站扩容容量包含给定待选与连续可调两种情况。该模型是一个多时段非线性规划问题,在变电站扩容容量为给定待选的情况下还包含整数变量,需将其转换为含互补约束条件的连续优化问题,再采用原对偶解耦内点法将其解耦为单时段优化问题进行协调迭代求解。算例结果表明该方法可以有效减小电网的扩容投资,并实现储能系统容量的优化配置。     

基于置信容量的风场配套储能容量优化配置

风力发电具有随机性和波动性,给大规模利用风力资源造成诸多困难。通过配置储能设备可以平滑风电场功率输出,使风电场可以替代火电或供应电网负荷。首先,该文基于风资源特性定义了风电场的火电替代容量和负荷供应容量,这两个指标反映了风电场稳定输出功率或供应负荷的能力;其次,根据风资源数据和置信要求,可以通过混合整数线性规划求解火电替代容量和负荷供应容量;最后,根据风电场火电替代容量和负荷供应容量的具体需求,进一步构建了储能MW/(MW·h)参数的优化配置方法,该方法通过计算储能参数可行域边界,再根据储能成本系数确定最优配置方案的范围。算例选用广东省风力发电历史数据,采用该文方法可以快速确定储能最优参数配置,同时兼顾配置的经济性及供电平稳性、可靠性。     

考虑多负荷种类需求响应的 DG容量与电动汽车协同规划

随着智能电网的快速发展,风电光伏作为新能源,电动汽车作为新清洁负荷已成为电网中的重要一环,但由于风电机组具有明显的时序特性,随机波动较大,电动汽车由于用户行为的无序性,随机性,其接入电网可能对配网电源资源造成负担。针对此问题,通过考虑多负荷种类的需求响应促进风电机组的就地消纳,通过考虑用户满意度引导电动汽车的有序充放电,并在规划阶段针对电源容量与考虑电动汽车的分时电价协同规划。首先建立了针对不同类型负荷的时序响应模型,然后以DG电源容量、1 h电动汽车入网功率、分时电价为决策变量,以电网总成本等经济指标、负荷波动方差为目标函数,建立多目标协同规划模型,通过引入0-1变量将非线性约束转化为线性约束,并运用MATLAB中的YALMIP工具进行仿真,最后通过与传统方案进行对比分析,验证了协同方案更具优越性。     

变电站蓄电池容量计算和算法改进

根据工程实际数据,使用HOXIE算法和电压控制两种方法计算蓄电池容量,寻求两种方法的异同和联系.分析中发现电压控制法对于较复杂的蓄电池放电过程的计算存在不准确的地方,经过探讨对电压控制法提出了改进方案,改进后的电压控制法在复杂放电过程中也可以得到精确的计算结果.同时使用现有220 kV变电站参数,为220 kV变电站直流系统研究提供了较实际的详细数据.     

变电站蓄电池容量计算和算法改进

根据工程实际数据,使用HOXIE算法和电压控制两种方法计算蓄电池容量,寻求两种方法的异同和联系。分析中发现电压控制法对于较复杂的蓄电池放电过程的计算存在不准确的地方,经过探讨对电压控制法提出了改进方案,改进后的电压控制法在复杂放电过程中也可以得到精确的计算结果。同时使用现有220 kV变电站参数,为220 kV变电站直流系统研究提供了较实际的详细数据。     

基于变电站落点配置及容量规划的配置研究

为了优化变电站落点配置及容量规划配置,根据变电站落点负荷的情况,对微电网规划设计、网架结构、供电能力和规划建设的经济性问题进行了研究。研究创新性地提出一种考虑多阶段规划的变电站落点配置的容量规划配置思想,把变电站投资费用、变压器投资费用、线路建设费用以及网络耗损费等作为优化目标,建立相应规划配置的数学模型,并采用粒子群算法(PSO)来进行求解。以某微电网示范工程为例,通过最经济的投资费用得到最优的变电站的落点配置及容量规划配置。仿真验证了所提的方法具有可行,优化配置的数学模型合理,结论正确。     

考虑峰谷分时电价影响的变电站容量规划方法

针对峰谷分时电价的实施会调整电力负荷进而影响电网规划的问题,提出了考虑峰谷分时电价影响的电网规划方案制定方法,并且建立了基于需求侧管理各参与方成本效益分析的峰谷分时电价模型及变电站容量规划模型。在峰谷电价比恒定的情况下,根据峰谷分时电价模型的计算结果选取算例地区峰谷分时电价的最优拉开比。在此基础上,对传统变电站容量规划方案和考虑峰谷分时电价影响的修正方案进行对比,最终得出:考虑峰谷分时电价影响的变电站容量规划方案在新建变电站容量减少的条件下,仍能满足地区电力平衡。并且该方案还能保证需求侧管理的各参与方均能获得更多利润,在有效节省建设投资的同时降低电力用户用电成本,明显提升电网规划的经济性和合理性。     

基于变电站容量与间隔资源的配电网协调规划

在电力系统规划和运行中,变电站容量与出线间隔资源是很重要的电网资源。近年来大量大型楼盘、商业或工业用户报装容量较大,申请10 kV专用间隔数量较多,占用的变电站间隔比例逐渐增大,而经统计部分专用线路的负载率却偏低,造成公用网间隔资源紧张,同时变电站容量利用率低。针对这种矛盾情况,本文提出一种基于变电站容量与间隔资源的配电网协调规划方法,针对轻载楼盘线路或专用线路提出相应整合优化方案。以南昌广阳片区为案例,选择3个典型地块提出几种不同的优化方案并分析规划成效。结论表明,该种协调规划方法可有效推广,指导南昌配电网中有效整合间隔资源,提高变电站容量及间隔利用率,提升电网经济效益。     

考虑DG功率非线性特性和综合负荷建模的DG和DR协同规划

通过对考虑电压静特性的综合负荷和不同负荷转移比例的需求响应进行建模,以总投资、总运行费用净现值最小为优化目标,构建双层多阶段分布式电源和需求响应协同规划模型。重点对具有强烈的非线性功率特性的风电机组和微型燃气轮机进行分段线性化处理,然后,将投资层变量与运行层耦合关联为单层优化模型,采用Big-M方法对衍生出的双线性项进行处理,结合支路潮流二阶锥松弛技术,最终将原双层非线性模型转化为单层混合整数二阶锥规划问题进行求解。最后,通过33节点系统分析验证了所提模型和求解方法的有效性。     

考虑天气不确定性的光伏电站置信容量评估

光伏发电由于具有间歇性和波动性,一般认为只有能量价值而没有容量价值,但在光伏电站并网后电力系统的发电可靠性会有所提升,这表明光伏发电也具有一定的容量价值,如何衡量其置信容量是大规模光伏电站接入电网时需要考虑的问题之一。文中提出了一种评估光伏电站置信容量的计算方法。首先,根据1年中天气情况建立考虑不同天气概率、最大辐射强度、云遮蔽以及温度波动的年光伏电站输出功率波动模型;其次,采用了基于序贯蒙特卡洛仿真的电力系统发电可靠性计算方法,在此基础上应用弦截法进行光伏电站置信容量的迭代求解,并将数理统计中的检验2个大子样均值相等——u检验的假设检验方法引入到迭代求解的收敛性判据之中;最后,应用可靠性标准算例的仿真计算,证明了所述方法的正确性和有效性。     

光伏发电系统可靠性分析及其置信容量计算

大规模光伏发电的接入增加了系统的不确定因素。该文针对光伏发电出力的时序性和随机性,通过天气类型抽样和设备停运概率的分层抽样改进了光伏发电系统的出力模型。将模型应用于并网光伏发电系统的可靠性评估和置信容量的计算中,研究了天气变化、设备故障等随机因素对计算结果的影响,提高了计算的精度。通过对2015年青海省格尔木市并网光伏系统的计算分析,发现电网规模的扩大和光伏电站的分散分布有助于光伏发电置信容量的提升。     

基于系统可靠性的主动配电网置信容量评估

评估主动配电网的置信容量,可以充分利用新能源,为主动配电网的优化配置提供有效参考。以新增电源的有效载荷能力表征主动配电网的置信容量,建立基于等可靠性指标的评估模型。在蒙特卡洛仿真基础上,考虑网络中线路的故障情况,对各时刻网络分类计算。采用基于负荷相对增长比例的方法计算负荷调整步长,最后利用中点分割迭代法求解。IEEE 33节点系统的仿真计算验证了所提方法的可行性和有效性。仿真时改变分布式电源参数和可靠性指标,发现风机额定功率对置信容量的结算结果影响较大。     

计及分布式电源的变电站个数及馈线条数概率规划

随着分布式电源渗透率的提高,分布式电源对配电网规划方法和结果的影响研究更具现实意义。采用概率规划方法,建立了涉及分布式电源的变电站个数及馈线条数优化简化模型,模型目标为变电站和中压线路的相关总费用最小,并考虑了线路的容量约束;提出了中压主干线与分支线长度的近似计算模型,并考虑了负荷变化、分布式电源随机性和线路负荷转供率对停电时间和停电费用的影响。基于模型求解获得的变电站优化个数、馈线优化条数和最小总费用,定义了相应的三大类置信变量。算例表明了概率规划对于变电站个数和馈线条数选择的意义以及分布式电源的替代作用。     

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。