分布式电源并网对配网馈线供电能力的影响分析

针对当前缺乏评估分布式电源DG接入对配电网馈线供电能力影响的有效手段的问题,提出一种基于分布式电源置信容量角度的评估方法。首先基于自回归移动平均ARMA模型和小时晴空指数分别建立了风光的随机出力模型,采用全年时序模型叠加随机正态分布模拟负荷。其次应用场景削减技术提高配电网可靠性计算效率,进而基于等可靠性原则提出了考虑网架故障的DG置信容量的求解流程,并从该角度提出了定量计算馈线供电能力增量的算法。最后结合IEEE-RBTS算例分析了馈线负荷、负荷曲线与DG出力相关性以及DG接入位置和容量对馈线供电能力的影响。结果表明选择DG接入负荷曲线与其出力相似度较高的馈线,以及优先规划DG以适当容量接入馈线末端有助于提升馈线的供电能力,延缓配网改造升级进程。     

有源配电网的供电能力曲线和消纳能力曲线

为了完整刻画有源配电网在各种负荷/分布式发电(distributed generation,DG)分布下的能力极限，更好挖掘系统潜力，提出了有源配电网的供电能力曲线和消纳能力曲线。首先，介绍了无源配电网的安全域、安全边界和供电能力曲线。其次，给出了有源网安全域的直流潮流模型。有源网同时具有负荷增长和负荷削减的临界性，还具有DG增长和DG削减的临界性，定义了负荷上限/下限边界和DG上限/下限边界。针对直流潮流模型的不足，给出了边界点的电压校验及修正方法。然后，建立了供电能力曲线和消纳能力曲线模型。供电能力上限曲线刻画了有源网供应负荷的能力范围，即无源网的供电能力曲线；供电能力下限曲线刻画了优先DG消纳所需的最小负荷。消纳能力上限曲线刻画了有源网消纳DG的能力范围；消纳能力下限曲线刻画了优先保证负荷供电所需的最小DG出力。最后，采用简单算例和IEEE 33节点算例进行验证。观察发现供电能力曲线和消纳能力曲线具有不完全的对称性，揭示了其对偶性原理。通过与现有消纳能力计算方法对比，展示了曲线的应用价值。     

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。     

基于分布式电源主动控制的配电网合环电压波动抑制方法

配电网合环操作可能导致节点电压波动甚至越限,不仅影响负荷的正常运行,还威胁分布式电源（DG）的安全。为此,提出了一种通过DG主动控制,以抑制配电网合环电压波动的新思想。通过分析合环过程中电压波动的产生机理和影响因素,量化了抑制合环过程电压波动的控制需求,进而构建了抑制合环电压波动的DG可行功率集;通过刻画DG的功率可控范围,提出了基于可行功率集与功率可控范围交集判别的DG最优控制点计算方法,并提出了基于DG主动控制的配电网合环电压波动抑制方法。算例表明,该方法能够最大限度上抑制配电网故障恢复过程的合环电压波动,有效提升故障恢复过程的安全性和可靠性。     

基于图示法的分布式电源引入配电网的优化配置

分布式电源(DG)大量引入配电网,对配电网电能质量、可靠性、损耗、潮流分布等都有影响.针对DG接入配电网最佳安装位置和容量的计算,基于放射状链式配电网、恒功率静态负荷模型、分布式电源的功率模型、馈线首端采用恒电压输出模型,考虑引入DG的某条馈线上潮流的变化情况,采用基于图示的求解方法,可使限制条件和目标函数简单明了,并可由图示分析直接求解,避免了传统的优化算法的繁锁过程.     

考虑分布式电源随机性的配电网最大供电能力

随着分布式电源（distributed generation, DG）越来越广泛地应用,逐渐接入到配电网中,对配电网影响举足轻重,而目前配电网最大供电能力（load supplying capability, LSC）的计算方法均未计及DG接入带来的随机性影响。针对这一问题,首先建立LSC求解模型,在蒙特卡罗模拟的概率潮流计算中考虑DG随机性,利用改进的负荷倍数法和计及电压与支路功率约束的LSC逼近法来计算配电网最大供电能力;然后通过配电网IEEE-33算例验证该模型和算法的有效性,模拟多种情景下LSC的变化,仿真结果表明DG接入配电网可提升网络静态安全裕度,且DG随机性出力影响LSC的分布特征;最后分析制约LSC提升的薄弱环节,并建议在节点电压较低处增加调压装置或无功自动补偿装置。     

配电网典型接线模式下分布式电源的准入容量计算

随着分布式电源DG(distributed generation)接入配电网的多样化发展,快速确定DG在不同模式配电网的准入容量是其规划设计和安全运行的重要环节。根据DG接入配电网后馈线稳态运行指标的变化情况,分析了DG准入容量对馈线电压、电流的影响,并定义了电压抬升率。针对单辐射接线、单环网接线、多供一备接线和多分段多联络接线4种典型配电网接线模式,综合节点电压、设备容量和电压抬升率影响因素,提出了一种解析计算DG准入容量的快速实用算法。对深圳电网的10 k V馈线实际案例,计算了前述4种典型接线模式下DG准入容量,验证了所提出的DG准入容量算法的可行性。     

含分布式电源的配电网电压越限薄弱环节识别方法

提出一种含分布式电源(DG)的配电网电压越限薄弱环节的识别方法。对电压越限原因进行机理分析,确定导致电压越限可能的原因及其电压敏感度;定义压降比系数,提出计及网损的各节点DG/负荷最大准入容量的计算方法;研究将各节点实际接入DG容量归算至馈线末端的方法,并将其与馈线末端的最大准入容量进行比较,识别配电网中易发生电压越限的薄弱节点及越限原因;在MATLAB上搭建IEEE 33节点系统验证所提方法的有效性和正确性。     

含分布式电源的配电系统规划研究

研究分布式发电(DG)对电网的支撑作用及其对配电网规划的影响,提出DG的布点规划流程和含DG的配电网规划流程,给出分布式电源(DGS)在径向馈线中的最佳位置的确定方法,并以分布特性不同的三种馈线负荷分布为例验证了DGS在馈线中的合理布置会大大降低系统的功率损耗。     

分布式电源接入城市配电网的综合匹配评价方法

分布式电源(DG)的大量接入对配电网的安全运行和输电系统的合理利益带来了挑战。为了在消纳DG的同时保障配电网的安全、效率以及输电系统的利益,文中提出了一种城市配电网DG接入的综合匹配评价与改善方法。首先,提出了包含负荷与DG匹配、净负荷与馈线容量匹配以及输配匹配的综合匹配评价指标,能从总量上评价配电网DG接入的综合匹配水平。其次,分析了综合匹配的影响因素,以找到制约综合匹配的主导因素。再次,通过综合匹配评价指标与影响因素指标间的敏感性分析,找到高性价比的改善因素,指导负荷或DG功率曲线的改善,以达到更高的综合匹配水平。最后,通过算例验证了所提方法并得出规划建议:要达到较高的综合匹配水平,需保证能量匹配度为正且净负荷曲线趋于平稳。     

网源协调驱动下考虑网络转供能力的配电系统多目标双层近期规划

提高供电能力和对分布式电源(DG)的接纳是未来环网状配电网扩展规划的新目标。为此,通过引入安全距离这一配电网N-1安全评价指标,提出了一种考虑N-1安全和DG与网架协调的配电网多目标双层优化规划模型。该模型以改造线路、新增负荷接入位置和DG安装位置及容量为决策变量,计及了系统故障负荷的转供和不可控DG出力及负荷波动带来的不确定性。根据模型的特点,利用多场景技术将随机性问题转化为确定性问题,并采用正态边界交点和动态小生境差分进化算法组成的混合策略对模型加以求解。通过算例对比分析了是否考虑N-1安全和网源协调对规划结果的影响,仿真结果表明,所提规划模型能够在提高DG渗透率的同时,挖掘配电网的供电潜力和推迟线路改造;所得规划方案实现了配电网经济效益和安全水平的综合优化,更适用于负荷增长平缓和占地通道资源紧张的城市建成区配电网近期扩展规划。     

配电网中DG的接入对馈线供电能力的影响分析

本研究基于间歇性电源置信容量理论对DG并网后配电网络中馈线的供电能力进行综合评估,包括负荷水平、DG出力与负荷曲线的匹配度、DG的接入位置及容量三个主要方面对馈线供电能力的影响,通过算例仿真分析,提出相关可行建议。     

基于容量边界与电压边界的潮流模型选择方法

在对配电网安全域(DSSR)、供电能力以及安全分析进行建模时,针对直流潮流模型选择缺乏量化依据问题,提出了基于容量边界与电压边界的潮流模型选择方法.首先,在DSSR交流潮流模型基础上,提出了容量边界和电压边界的概念.其次,基于馈线长度变化时二者的位置关系寻找临界长度,即容量约束或电压约束主导的分界点.若馈线长度小于主导分界点确定的临界长度,则容量约束更严格,可采用直流潮流模型;反之,电压约束更严格,应采用交流潮流模型.最后,针对中国城市、城镇和乡村配电网,计算得到不同导线型号、功率因数和调压措施的临界长度参考值.同时给出了导则中5类供电区域的潮流模型选择建议.     

考虑价格需求响应的主动配电网动态经济调度

随着分布式发电的渗透率提高,配电网会出现馈线过载、电压越限等问题,从而限制了分布式电源的接入。需求响应利用负荷侧可调控资源参与主动配电网调度可以促进大规模分布式电源消纳。本文将价格型需求响应引入现有主动配电网的多时段优化运行调度模型,构建了三相主动配电网有功-无功协调动态经济调度模型,并提出了基于混合整数二阶锥规划的模型求解方法。该模型可通过需求响应负荷调节,并协调与分布式电源、储能装置、无功补偿装置的动态优化运行,达到节能降损、保证馈线负载、电压不越限的目的,实现主动配电网全局能量管理优化。对扩展的IEEE 33节点测试系统进行仿真分析,验证了所提出模型及算法的有效性和优越性。     

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。     

An Optimal N-1 Secure Operation Mode for Medium-voltage Loop Distribution Networks Considering Load Supply Capability and Security Distance

With many uncertainties, such as intermittent distributed generations and time-varying loads, penetrated into distribution networks, the load supply capability operating point has not been sufficient to guide power system operation for no security margin guarantee. To address this fundamental problem, an optimal operation model for interconnected distribution networks is proposed in this paper with the consideration of both security and efficiency of systems. The uncertainty, a feeder or substation transformer N-1 contingency, is taken into account and conductor thermal constraints after feeder or transformer failure are also incorporated into the formulated multi-objective model. The nonlinear optimization model is solved by a hybrid algorithm combining normal boundary intersection and sequential quadratic programming. The optimal load distribution solution on feeders and transformers can be obtained, which provides a trade-off between two defined indices, load supply capability adequacy and variation coefficient of security distance. Compared with conventional distribution loadability, case studies carried out on a test distribution network and a real urban distribution system in China demonstrate the effectiveness of the proposed model and solving method. The N-1 security margin is verified when increasing load demand.     

分布式电源并网优化配置的图解方法

分布式电源(distributed generation,DG)除了具有调节潮流分布等常规作用外,还可被用来治理电压暂降和降低线损等。针对分布式电源引入配电网后最佳安装位置与容量计算的问题,该文基于链式配电网络、恒功率静态负荷模型和分布式电源的功率模型,并考虑DG对降低线损和调节电压的作用,提出一种图解与遗传算法相结合的计算方法。该方法采用图示求解大量方程,避免了传统算法繁琐的过程和过多的假设条件,并且通过基于电压不越界为约束的遗传算法确定分布式电源的最佳容量,有效避免了节点电压接近合格范围的上界。最后通过典型的仿真算例并与传统方法进行比较,充分证明所提方法的正确性和可行性。     

基于路径描述的馈线分区N-1可装容量计算方法

评估馈线供电能力是保障馈线可靠运行的重要手段。文中提出了一种基于路径描述的馈线分区N-1可装容量计算方法。首先,将同一电压等级配电网以自动/手动开关装置为边界划分馈线分区,视为负荷节点;采用所有负荷节点及其所有可能供电路径的集合描述配电网拓扑结构。随后,以路径状态为变量,建立了馈线N-1安全校验的0-1线性规划模型。针对电网营销部门的实际数据需求,以路径状态和馈线分区可装容量为变量,进一步建立了用于馈线分区N-1可装容量计算的混合整数线性规划模型。最后,以某省会城市实际运行的某一10 k V馈线组为例,验证了所提算法的实用性和有效性。