配电网分布式光伏可开放容量工程快速求解方法

随着我国“双碳”战略的实施,分布式电源尤其是分布式光伏呈现爆发式增长。分布式光伏的大量无序接入,引起局部地区配电网过电压、设备反向重过载等一系列问题,阻碍分布式光伏的健康有序发展。本文提出一种配电设备级及行政区域级分布式光伏可开放容量工程快速求解方法,该方法统筹考虑配电设备及配电系统的各类约束指标,兼顾计算精度和计算效率,在确保配电网安全、可靠、经济运行的前提下,科学确定其所能接纳的分布式光伏容量上限,为分布式光伏的有序接入和健康发展提供支撑。最后以某县域为例,验证了该方法的科学性和可行性。     

新型电力系统背景下配电网分布式光伏可接入容量研究

通过分析分布式光伏电源的发展条件、出力特征和配电网负荷特性,研究了分布式光伏电源出力与配电网负荷的相关关系。构建了分布式光伏可接入容量“347”评估体系对七类分布式光伏接入典型场景开展负荷调研,利用安全可靠性、电能质量、运行经济性三个维度指标量化评估模型分别对台区、线路、变电站、区域电网开展分布式电源接入容量评估。     

分布式光伏电源极端可接入容量极限研究

为了防止大量分布式光伏电源接入配电网后可能引起电压偏差和电压波动越限,建立了负荷和分布式光伏电源引起的电压偏差和电压波动的计算模型。并在此基础上定义了分布式光伏电源极端可接入容量极限的概念,即负荷为0的极端情况下不致引起电压偏差和电压波动问题的分布式光伏电源接入容量极限。推导了6种典型分布情况下线路电压偏差和电压波动不越限时所能允许接入的极端容量极限。针对10 k V典型线路,给出了不同线型下城市配电网和农村配电网中分布式光伏电源安全接入的极端容量极限值。结果表明,分布式光伏电源极端可接入容量极限是保守的限值,只要满足该容量极限,无论分布式光伏电源和负荷的如何分布情况,都不至于对配电网产生不可接受的电压偏差或电压波动。     

低压分布式光伏接入对台区电能质量影响分析

针对分布式光伏发电具有出力波动大、易受到天气变化影响的缺点,分析了光伏并网过程中的控制策略问题,研究了分布式光伏接入低压台区后对电能质量影响的机理因素,并通过实例仿真,得到了不同容量以及不同位置的分布式光伏电站接入低压台区后对用户电能质量的影响规律,为实际应用提供了理论基础。     

无协调控制条件下分布式光伏电源的可接入容量分析

为了掌握无协调控制条件下分布式光伏电源接入配电网的容量区域,建立了含负荷和分布式光伏电源的配电网分析模型。并对负荷功率和分布式光伏电源容量沿馈线各6种典型分布,共计36种组合下的电压偏差和电压波动进行了分析,运用不等式关系对分析过程进行了简化,得到了各种组合下较实际情况更严格的分布式光伏电源允许接入的容量约束条件。以10k V城市配电网和农村配电网的典型参数为实例进行了分析,结果表明所建议方法的可行性。     

计及不确定性的分布式光伏接入配电网极限容量评估

针对分布式光伏大量并网导致的配电网电压越限风险增加的问题,分析了不同天气类型下光伏出力特性,提出了基于光伏出力波动特性的广义天气类型聚类划分方法和基于净空理论的光伏出力时间序列模型构建方法。所构建的模型能反映实际光伏出力的时序性和波动性,建立了基于各时段节点电压越限概率与严重度函数的系统电压越限风险评估指标,据此提出采用混合逼近法求解配电网中分布式光伏的极限接入容量。最后,以典型IEEE33节点配电系统和南方电网某地区实际线路为例,分析了不同负荷特性、负荷水平和线路类型下的系统电压越限风险,从这三方面分别对分布式光伏接入配电网的极限容量进行评估。     

基于IGDT-机会约束的配电网最大DG可开放容量评估

为应对大规模分布式电源DG(distribution generation)接入给配电网带来的挑战,考虑DG出力的不确定性以及电网储能投资成本的有限性,提出基于信息间隙决策理论IGDT(information gap decision theory)-机会约束的配电网最大DG可开放容量评估方法。首先,以最大化DG可开放容量为目标,综合考虑储能投资成本以及节点电压和线路容量机会约束等约束,建立基于IGDT-机会约束的配电网最大DG可开放容量评估模型;其次,对IGDT模型中的max项、机会约束以及网络重构等相关约束进行转化,并利用Cplex求解器对转化后的混合整数线性规划模型进行求解;最后,通过某地区有源中压配电网实例分析,验证了所提方法的有效性。     

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。     

低压配电台区分布式光伏发电功率辨识方法

数量众多的小容量光伏电源接入低压配电台区,能够实现可再生能源发电的就地消纳,但通常因量测不足而无法掌握这些光伏电源的出力情况,不利于配电网的调度与控制。以台区为单位,提出了一种台区内总的光伏发电功率辨识方法。基本思想是以实测的光照强度数据为输入,通过训练后的神经网络映射得到台区光伏发电功率,而该神经网络训练的目标则是光照强度与台区负荷之间的低线性相关性。通过理想的数值算例与基于实际电网数据的算例验证了该方法的有效性和可行性。     

含分布式能源的配电网极端可接入容量估算研究

含分布式能源的大规模接入,通常依靠灵活的网络结构和较大的容量裕度来应对配电网的不确定性,以保证电力系统的安全可靠性。采用传统方法对配电网可接入容量估算时,难以处理各类不确定因素,存在估算误差大的问题。提出一种基于模糊层次分析的含分布式能源的含分布式能源的配电网极端可接入容量估算方法。该方法先结合增量法对含分布式能源的配电网极端可接入容量估算进行评价,对影响可接入容量估算的各种不确定性因素进行分析,组建含分布式能源的配电网分析模型和配电网最大准入容量模型,并依据其物理意义组建概率分布函数,求解不确定性因素的期望值和方差,在此基础上组建配电网极端可接入容量估算的指标体系,结合层次分析与灰色理论构造含分布式能源的配电网极端可接入容量估算模型。实验结果表明,所提方法能够有效提升含分布式能源的配电网极端可接入容量估算精度,且估算效率较优。     

新基建负荷与光伏接入下配电网可开放容量评估及优化

随着新基建概念的提出,以5G基站、电动汽车为代表的新型负荷大规模接入城市电网中,对电网的安全与经济运行产生了显著影响。为了评估城市电网对新基建负荷的容纳能力,提出一种基于负荷增长需求与配网承载能力的配电网可开放容量评估方法,该方法在新基建负荷及分布式能源接入条件下计算各负荷节点所能增供负荷的总额作为可开放容量。在考虑电压、潮流等约束的条件下,采用二阶锥松弛方法实现模型的快速优化求解。此外,考虑到分布式光伏接入位置和顺序对可开放容量的影响,将以可开放容量最大为目标按照动态规划的方法进行求解,对分布式光伏的并网位置进行优化。在某地区配电网网格中进行了仿真分析,结果表明,所提方法可以有效评估城市配电网网格的可开放容量水平,并通过调整分布式光伏的接入位置实现了可开放容量的动态优化。     

考虑分布式光伏电源与负荷相关性的接入容量分析

研究了配电网网架结构和运行工况已知的条件下,分布式光伏电源的可接入容量问题。通过分析配电网网架结构和各节点负荷的历史数据,设定分布式光伏电源接入位置和容量初始值,构建了初始相关性样本矩阵。通过分析分布式光伏电源出力与负荷的相关性,提出了光伏发电就地消纳能力指数的概念及计算方法,构建了改进型相关性样本矩阵。以系统向配电网传输功率最小为目标函数,建立了节点电压、配电网潮流为主要约束的规划模型,利用前推回代潮流算法和退火算法求解。以中山供电局马新站10 kV配电网为例,仿真及潮流验算结果表明:对于一个已知网架结构和运行工况的配电网,考虑分布式光伏电源与负荷的相关性可有效提高分布式光伏电源的接入容量。     

基于可开放容量的配电网资产效率提升优化方法

随着配电系统分布式资源的高比例、大规模接入，为保障配电网的承载能力和提升各类型资源的资产利用效率，提出一种考虑多主体利益的配电网规划方法。该方法构建可开放容量计算模型，评估分布式资源并网与线路扩容条件下配电网格内剩余可开放容量大小和配置资源所需的建设成本。并将可开放容量计算模型根据Benders算法嵌入资产效率优化模型中，优化模型的整数变量可规划扩容线路和储能的位置与容量类型，非整数变量可确定光伏接入容量及储能运行情况。以网格剩余可开放容量满足未来5年负荷增长需求为限制，将光伏、储能及线路扩容总成本规定为目标函数，实现总体资源的资产利用效率最大化。同时，该优化模型为储能制定了优化运行策略，可最大程度提升储能运行收益，解决了规划结果的运行策略需求，满足实际要求。最后，利用某城区配电网网格为算例进行仿真，验证了该方法在评估资产利用效率方面的合理性以及优化结果的有效性。     

考虑分布式光伏接入的大用户供电方案设计方法

为解决分布式光伏接入电网时可能遇到的困难,提出一种考虑分布式光伏接入的大用户供电方案设计方法,即报装容量较大的大用户往往具备较好的光伏建设条件,在其供电方案设计时就应考虑未来可能建设的光伏项目,预留光伏接入位置、线行通道;分析因光伏并网可能造成的影响,必要时修改接线方式,使供电方案的设计更趋科学合理。以广东某用户供电方案设计为算例,通过仿真分析计算,验证了所提方法的可行性和合理性。     

过电压限制下分布式光伏电源最大允许接入峰值容量的计算

在传统配电网中接入分布式光伏电源会带来诸多不利因素,如可能导致接入点处过电压,因此,必须限制分布式光伏电源实际接入峰值容量。通过计算在配电网馈线上所有负荷等级下分布式光伏电源的最大允许输出功率及采用相关观测数据,可大致计算出分布式光伏电源的最大允许接入峰值容量,将分布式光伏电源的实际接入峰值容量控制在最大允许接入峰值容量内,一般可避免接入点处出现过电压现象。当配电网馈线离满载运行还有一定余量时,分布式光伏电源按超前功率因数运行,可提高最大允许接入峰值容量,从而提高分布式光伏电源在配电网中的渗透率。     

分布式光伏接入容量、位置和方式对多台区网络的影响研究

分布式光伏的大量接入改变了配电网潮流单一流向的局面,很大程度影响了线路潮流、电压和网络损耗.通过研究多台区分布式光伏网损计算方法,利用石家庄某村实际网络结构进行仿真,分析分布式光伏接入容量、位置和方式三项因素对网损和电压的影响,得出随分布式光伏接入容量增加网络损耗先减小后增大、光伏接入容量较大且单一并网点时应尽量在线路...     

一种矩阵化描述的分布式光伏准入容量计算方法

针对配电网大面积接入分布式光伏的准入容量计算问题,考虑电压稳定和区域太阳光能量的分布,首先分析了分布式光伏接入对配电网的影响。然后用自定义矩阵导出电压约束,提出一种矩阵化描述的准入容量计算方法,避免在应用电压约束进行准入容量计算时的潮流迭代问题。采用通用的数据结构和矩阵化的描述,便于计算规模的扩展。采用遗传算法计算各节点准入容量,得出以电压为约束的准入容量值。最后以IEEE11节点系统为例对提出的方法进行了仿真计算,分别得到分布式光伏无额外限制接入、按距离均匀分布接入和按节点均匀分布接入三种情景的准入容量,进而提出适用于大面积分布式光伏接入配电网的原则。     

光伏发电接入对配电网低压台区线损的影响

随着可再生能源的不断开发,越来越多的光伏发电接入配电网,而光伏发电的不稳定性会对配电网的稳定造成影响。为此,针对光伏发电对配电网低压台区线损的影响,建立了电源接入模型并进行了仿真计算。     

考虑规模化分布式光伏接入的配电网台区鲁棒优化规划方法

间歇强的分布式光伏规模化接入配电网台区具有点多面广、分散无序的特点,导致其接入方案的选址定容难,为此,考虑配电网台区接纳分布式光伏的能力,提出了一种规模化分布式光伏接入配电网的鲁棒优化规划模型.首先,设计了分布式光伏接入配电网台区的拓扑分析方法,并构建以成本最小为目标的分布式光伏接入配电网的规划模型.其次,应用鲁棒优化...