配电网光伏消纳能力定界模拟与消纳方案综合择优

在分布光伏接入配电网的比例逐年递增的背景下,评估与优化配电网的光伏消纳能力具有重要意义。针对配电网高渗透率光伏的接入节点数量、接入位置和接入容量的三重不确定性规划难题,提出了基于随机场景模拟与定界划分评估的配电网光伏消纳能力评估方法。首先以电压质量、变压器与线路传输容量为约束边界,对随机模拟场景的近似最大光伏消纳能力进行评估;然后分析了随机模拟场景分布性质,提出基于镜像埃尔朗抽样和场景分布性质的模拟效率的优化方法;最后通过多目标满意度距离从光伏消纳方案中比选出消纳容量、年运行电压安全裕度、配电网年均投资效益的综合最大的方案,保证配电网光伏的最大、安全和经济消纳。通过IEEE33节点系统的仿真分析,验证了所述方法的有效性及可行性。     

光伏高渗透率下配网消纳能力模拟及电压控制策略研究

随着大规模分布式光伏系统并入配电网,配网渗透率不断提高。光伏出力与负荷的不平衡导致线路中出现逆向潮流,引起电压越限。采用蒙特卡洛随机法模拟配网大规模光伏接入的情景,从单渗透率和整体两方面对模拟结果全面分析以充分评估配电网的光伏消纳能力;提出利用光伏系统逆变器的控制措施缓解并网节点的电压越限问题,进而提升配电网光伏消纳能力,通过计算电压灵敏度矩阵为所有并网逆变器分配无功补偿量,辅以有功缩减改善光伏并网特性。通过Matlab搭建IEEE33节点系统,仿真结果表明所述方法的有效性和可行性。     

考虑多种调压措施的分布式光伏消纳能力研究

随着分布式光伏的大量并网,电压越限成为限制其大量接入的重要因素。针对光伏接入引起电压越限的情况,研究了多种调压措施对配电网光伏接纳能力的影响。首先,从电压不越限、潮流不过载等约束条件出发,建立了分布式光伏消纳模型。其次,分析了加入调压措施对分布式光伏消纳能力的影响。最后,采用试探法求解了不加调压措施前和加入调压措施后光伏的最大准入容量。以IEEE33节点配电系统为仿真算例,分析了限制各个节点光伏容量增加的原因。仿真结果表明,考虑调压措施可以有效地提高分布式光伏的消纳能力,避免电压越限的发生。     

分布式光伏边界渗透率快速定位及消纳方案择优

随着分布式光伏在中低压配电网中的快速发展,评估分布式光伏的消纳能力成为配电网规划和运行工作的基础。提出了基于分布式光伏最大渗透率快速计算及不同消纳方案综合择优的消纳能力评估方法。首先,聚焦于节点电压约束以及线路载流量约束,针对每一个分布式光伏数量、安装位置的场景,应用二分法快速计算分布式光伏在该随机场景下满足节点电压约束的最大渗透率,克服了传统随机场景模拟法中迭代容量线性增加带来的效率低、计算时间长等问题。其次,分析了分布式光伏数量和不同安装位置对边界渗透率的影响,最后通过对日均电压偏移率、日均电压上限安全裕度、日网损和分布式光伏消纳容量4个指标的综合计算,筛选出综合满意度最优的分布式光伏消纳方案。所提方法应用于承德市某实际配电系统,验证了所提方法的有效性。     

基于馈线分布的分布式光伏消纳能力分析模型及方法

为计算分布式光伏接入农村地区10 kV架空线路的消纳能力,合理确定分布式光伏接入配电变压器可信容量,在分析典型接入模式及电压偏差基础上,针对辐射状架空电网,以节点电压偏差、线路及配变额定容量为约束条件,基于辐射状网络拓扑关系,构建节点及支路相关矩阵,通过应用矩阵化手段优化节点电压求解方法。构建基于馈线分布的分布式光伏消纳能力分析模型,通过解决非线性规划问题的粒子群算法进行模型求解。针对典型算例,计算得到各节点分布式光伏消纳能力。结果表明,该模型和方法能够辅助计算基于馈线分布的分布式光伏消纳能力,为分布式光伏通过架空线路接入提供规划指导和建设参考。     

一种有源配电网分布式光伏消纳能力评估方法

受太阳光照变化的影响,分布式光伏电源存在间歇性和波动性的问题,其接入有源配电网后给配电网稳定运行带来了一系列不利影响,因此研究有源配电网的光伏消纳能力问题对维持有源配电网安全运行至关重要。通过对分布式光伏电源接入电网对有源配电网电压偏差和系统网损的影响进行研究,设置的2个目标函数分别是分布式光伏电源接入功率最大量和系统网损,以电压偏差作为约束条件,建立关于IEEE33节点的有源配电网分布式光伏消纳能力评估模型,用于评估有源配电网的光伏消纳能力。根据评估结果,提出动态自适应粒子群算法,对有源配电网进行求解,并且与传统的粒子群算法进行比较,结果表明,该算法求解结果更加精确,误差较小。     

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。     

分时电价提升配电网光伏消纳能力多目标优化策略

高比例分布式光伏接入配电网引起电压越限等问题限制了配电网的光伏消纳能力,为此建立了用于提升配电网光伏消纳能力的优化模型。首先,分析分布式光伏接入对配电网电压分布的影响;其次,建立分时电价优化模型和分布式光伏接纳优化模型用于提升配电网光伏消纳能力。分时电价优化模型为基于分时电价提升用户用电功率和降低用户用电成本的多目标优化模型,约束条件包括用户用电功率约束和电价约束;分布式光伏接纳优化模型基于分时电价优化模型计算结果,目标函数为配电网光伏消纳量最大,约束条件包括分时电价优化模型计算得到的配电网用电负荷和线路潮流约束。最后,以某一实际配电网系统为算例,计算结果表明经过2个模型优化后配电网可以有效提升光伏消纳能力。     

分布式光伏边界渗透率快速定位及消纳方案择优

随着分布式光伏在中低压配电网中的快速发展,评估分布式光伏的消纳能力成为配电网规划和运行工作的基础。提出了基于分布式光伏最大渗透率快速计算及不同消纳方案综合择优的消纳能力评估方法。首先,聚焦于节点电压约束以及线路载流量约束,针对每一个分布式光伏数量、安装位置的场景,应用二分法快速计算分布式光伏在该随机场景下满足节点电压约束的最大渗透率,克服了传统随机场景模拟法中迭代容量线性增加带来的效率低、计算时间长等问题。其次,分析了分布式光伏数量和不同安装位置对边界渗透率的影响,最后通过对日均电压偏移率、日均电压上限安全裕度、日网损和分布式光伏消纳容量4个指标的综合计算,筛选出综合满意度最优的分布式光伏消纳方案。所提方法应用于承德市某实际配电系统,验证了所提方法的有效性。     

考虑光伏消纳能力的配电网规划方案优化

分布式光伏接入背景下配电网发展规划是当前研究的重点。文中首先采用基于粒子群优化方法对配电网最大分布式光伏消纳能力进行评估,并与现有分析方法的性能进行了比较。采用基于全寿命周期管理的方法对配电网发展规划方案进行经济性评估,给出了规划方案全寿命周期成本分解模型,以提高单位光伏发电消纳能力的投资为指标对发展规划方案进行优化。通过具体算例说明了所提出方法的应用。为高渗透率分布式光伏接入的配电网运行和规划提供了参考。     

分布式光伏发电对配电网电压的影响及电压越限的解决方案

为研究分布式光伏发电对配电网电压的影响,解决电压越限的问题,利用公式计算光伏接入引起的节点电压 波动,再通过仿真从光伏容量、接入配电网位置、供电线长度三个角度,验证光伏接入对节点电压分布、母线电压波动 及末端电压提升量的影响.结果显示:分布式光伏容量越大、接入位置越靠近末端,节点电压和电压提升量就越大;分 布式光伏容量越大,母线电压和电压提升量就越大;容量越大,末端电压越大,供电线越长,末端电压的提升量就越 大.还研究了分布式光伏发电易产生的电压越限问题,提出采用光伏逆变器无功控制方案改善配电网电压越限.     

考虑电压约束的10kV配电网光伏容量评估

光伏电源接入配电网将影响配电网的潮流和电压分布,大量光伏接入可能引起电压波动甚至越限,影响电网设备安全和运行可靠性。对此,提出一种考虑电压约束的10 kV配电网光伏容量评估方法,该方法在10 kV配电网光伏容量线性化评估模型基础上,根据实际线路参数建立典型线路,由此分析可消纳光伏容量对不同线路参数的灵敏度,再由多元线性回归获得10 kV配电网光伏容量线性化评估模型的评估参数,由具体的评估参数即可计算相应10 kV配电线路可消纳的光伏容量。仿真结果表明,该方法在实际线路中的应用效果明显,能快速准确地评估不同配电网可消纳的光伏极限容量。     

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。     

考虑分布式光伏消纳的大型城市配电网规划实践

针对我国大型城市配电网未来面临的光伏消纳问题,以北京市某供电区域为对象,开展了考虑分布式光伏消纳的城市配电网规划实践。首先,根据规划约束条件,形成了考虑分布式光伏消纳的配电网规划方法和带优先级顺序的改造方案;然后开展了规划实践,依次对配电网现状进行了梳理、对光伏消纳进行了分析,结合负荷预测和光伏装机容量预测,提出了2030年城市配电网的规划方案,并给出了保护改造和升级应急抢修服务网络体系的具体措施;最后,总结了考虑光伏消纳的大型城市配电网规划建议。对于大型城市的配电网规划,研究成果集中在光伏对电压和供电可靠性的影响、光伏接入后保护的改造方案及常规网架结构的适应性等方面,具有参考价值。     

基于半不变量随机潮流计算的分布式光伏优化配置研究

针对新能源大规模并网引发电压质量下降及网络损耗增加等问题,提出了一种基于半不变量随机潮流计算的分布式光伏选址定容的新方法。首先,将接入IEEE33节点配电网的光伏出力及配电网自身的负荷进行随机性建模,以此模拟真实情况下的配电网光伏出力与负荷变化。其次,以运行成本和网损为目标函数建立选址定容优化模型,采用半不变量潮流计算得到各个节点电压和各支路功率的半不变量,利用改进粒子群算法寻优得出分布式光伏的最优接入节点及对应容量。最后,通过IEEE33节点配电网仿真分析,验证了所提方法有效性。     

海南电网分布式光伏消纳能力评估

利用DIgSILENT/PowerFactory仿真软件,从电能质量、经济运行、继电保护等方面研究了分布式光伏接入对海南电网的影响。基于系统的安全经济运行约束,对海南电网常见典型接线形式的多种运行方式进行了消纳能力评估。结果表明,各类典型配电网的消纳能力为相应配电网峰荷的20%~40%;制约配电网消纳光伏发电的主要因素为中压配电网功率因数下降和低压配电网三相不平衡。     

面向分布式光伏消纳的中压配电网储能规划模型和求解方法

“双碳”背景下,配合分布式光伏规划开展储能规划是目前地市供电公司规划部门的重点工作之一。文章提出了面向分布式光伏消纳的中压配电网储能选址定容实用化模型和求解方法。首先利用生产模拟仿真分析分布式光伏并网对配电网的影响;其次基于鲁棒思想提出了场景削减方法,选取分布式光伏对配电网影响严重的场景集;最后提出了中压配电网选址定容的线性优化模型,以储能每小时最大充放电功率(电量)最小为目标,利用灵敏度系数法将线路过载和节点电压越限约束表达成储能充放电功率的线性函数。对改进的IEEE 33节点系统进行案例分析,研究表明文章提出的求解方法将双层优化问题化简成为单层优化问题降低了问题的复杂度,场景削减减少了约束条件数量,线性优化能快速有效地确定储能的位置和容量。     

考虑分布式光伏接入的配电网增强方法研究

分布式光伏并网发电是解决能源匮乏的重要手段,但光伏电源接入配电网会在短路潮流、节点电压等诸多方面产生负面影响,从而限制光伏容量的增加。本文基于不断提升光伏渗透率的需要,首先分析了"阻碍"光伏接入的各项主要因素;其次以层次分析法为依托,提出了含分布式光伏的配电网增强方案,包括实施流程以及具体环节的操作方法;最后进行算例佐证。算例结果表明:文章的研究可在保证经济性前提下,既提升配电网对光伏的消纳能力,又确保系统的安全和可靠运行。     

含分布式光伏发电的配电网电压越界调节策略

针对含高渗透分布式光伏发电的配电网电压越限问题,可充分利用并网光伏逆变器的无功调压能力。提出2种接入中低压配电网的分布式光伏发电的输出电压调节策略,第1种策略基于各光伏发电接入节点的电压-功率灵敏度,根据电压越界程度选择灵敏度大的光伏发电节点,调整其无功输出,当仍不能满足电压要求时,部分场景可以继续调整其有功输出;第2种策略以有功网损最小为目标,对配电网中各分布式光伏发电的无功和有功出力进行优化,在保证电压越界得到有效调节的同时,实现配电网经济运行。通过IEEE 33节点系统进行两种场景的模拟,验证分析了2种策略的有效性。     

基于三相四线制最优潮流的低压配电网光伏-储能协同控制

大规模户用光伏不平衡接入低压配电网会造成严重的电压越限、网损和三相不平衡。针对当前户用光伏消纳控制技术对三相四线制低压配电网不适用的问题,提出了一种基于三相四线制最优潮流的低压配电网光伏-储能协同控制方法。考虑电压、电流的幅值和相角,采用三相四线制节点导纳矩阵建立了低压配电网的网络拓扑结构;综合考虑网损和三相不平衡度最小,建立了储能元件有功功率和光伏逆变器无功功率的三相四线制线路多时段协同控制模型;通过复数变量拆分和模型凸化以降低三相四线制模型的求解难度,采用CPLEX算法包求出模型全局最优解。仿真结果表明,所提出的基于最优潮流的控制方法在大规模光伏和负荷不对称接入条件下能够有效抑制电压越限,同时达到降低网损、改善电网三相不平衡的目的。