含异步机风电场的配电网故障特性及其保护分析

研究了含异步机风电场的配电网发生故障时,风电场提供的短路电流特性。从理论上推导了含风电的配电网故障电流关系式,并结合风电场提供的短路电流特性对其特点进行了分析。以PSCAD为平台,构建了典型含风电的配电网仿真模型,在分析故障电流计算式的基础上,仿真研究了风电场接入位置、风电场容量及故障点对配电网故障电流和对保护的影响。研究表明,风电接入配网将影响配网保护的动作特性;风电场容量、接入位置、故障点不同,对保护的影响也不同。     

多风电场接入的灵敏度场景静态无功/电压评估

风电出力对电力系统运行的影响存在复杂的非线性,现有处理风电随机性的风电场景模型难以保证风电场景与电力系统优化运行保持一致,为此提出含多风电场的电力系统无功/电压灵敏度场景分析方法。首先利用网损/电压灵敏度计算方法计算多风电场相关性出力样本的网损/电压灵敏度,再基于主成分分析构建联合网损/电压灵敏度特征空间,并在此基础上进行场景聚类,得到多风电场网损/电压灵敏度场景。将某2个风电场的实际数据接入IEEE 30节点系统中分别进行传统风电场景分析和所提灵敏度场景分析,验证了所提方法的有效性和优越性。     

分布式电源接入对配电网电压质量的影响研究

分布式电源在配电网的接入规模越来越大,但分布式电源出力的不确定性对配电网电压质量带来了严重影响。在对分布式光伏和分布式风电出力特性分析的基础上,建立了分布式电源接入配电网的仿真模型,仿真了分布式电源不同接入位置和不同接入容量下的配电网,并从电压谐波含量、电压波动两方面分析了不同接入情况下的配电网电压质量,获得了分布式电源接入对配电网电压质量的影响规律。     

计及不确定性的分散式风电场与地区电网协调无功优化调度方法

针对地区电网中分散式风电多点接入导致的电压波动问题,本文提出了考虑不确定性的分散式风电与地区电网协调控制的无功优化调度方法。首先计及风速不确定性和风电场内接线,构建了分散风电场无功可调容量预测模型;在此基础上,将风电出力和负荷不确定性处理为区间约束,提出了地区电网的双层无功优化模型,上层以地区电网网损最小为优化目标,下层用来寻找电网运行的最恶劣场景,使得在满足电压运行要求的同时降低网损,兼顾安全性与经济性;最后采用遗传算法与内点法相结合的方法对模型进行求解,并以某地区电网为算例,MATLAB计算结果验证了所提策略的可行性和有效性。     

考虑不同负荷水平下DG定容选址的配电网协调规划研究

针对多种负荷水平下,分布式电源(DG)接入配电网带来的随机性问题以及无法兼顾DG容量与选址的协调规划问题,本文构建了一种考虑不同负荷水平与DG定容选址的配电网协调规划模型,可对配电网网架进行重新构建的同时,综合考虑DG容量与配置位置的规划,以获得最小的有功网损与最大的电压支撑效果。该规划模型首先对风电接入配电网的随机特性构建数学概率模型,然后将配电网开关组合与各个DG的容量、配置位置同时作为变量引入烟花优化算法求解,最后在不同风电场景与负荷水平下得到最优规划结果。美国PEG69节点系统的算例仿真结果表明该模型不仅可以满足配电网辐射状与稳定运行的约束,在与仅引入DG容量和仅引入DG位置规划的对比中,验证了容量位置协调规划在配电网经济运行方面的优越性。     

分布式光伏和电动汽车接入对配电网网损和电压偏移影响的分析研究

研究了分布式光伏与电动汽车接入对配电网网损和电压偏移的影响。首先建立了分布式光伏的出力模型与电动汽车的充电模型。基于该模型,研究了分布式光伏与电动汽车接入配电网产生网损和电压偏移的原理。然后,分析了不同接入方式、不同并网位置、不同并网容量以及不同时间段下分布式光伏与电动汽车接入对配电网网损和电压偏移影响。结果表明,光伏渗透率为20%时,分布式光伏与电动汽车适宜集中接入线路中前端。典型日24 h中,配电网网损呈波浪型变化趋势,节点电压呈先升高后下降的趋势。     

近海风电场接入对地区电网电压的影响和允许接入规模

近海风电场接入本地电源支撑不足的地区配电网时,风电出力波动引起的系统电压波动将是主要制约条件。文中研究近海风电场接入对地区电网电压波动的影响。首先,针对风电场定功率因数和定电压两种无功控制模式,推导了风电功率波动与接入点电压波动的量化关系。在此基础上,基于电压允许波动范围约束,建立了风电接入规模与节点短路容量的函数关系。在PSCAD/EMTDC中搭建近海风电场并网系统模型,对不同系统短路容量下风电场的最大并网容量进行了仿真测试,并与理论推导进行对照。最后通过珠海桂山风电场实际工程的仿真测算验证了模型的有效性。     

考虑分布式电源最佳接入位置的最大准入容量研究

分布式电源(DG)接入配电网后对节点电压、潮流分布、网损等方面带来的影响与DG的接入位置及容量密切相关。以网损最小为目标函数,针对网络中不同位置的负荷节点对网损的敏感度分析来确定DG的最佳接入位置,进一步以根节点向配电网输出的有功功率最小为目标函数,将电压不越限、网损最小作为约束条件建立了计算DG最大准入容量的数学模型,并采用改进遗传算法(IGA)进行求解。实际算例的仿真结果表明了该算法可以为快速确定DG的最佳接入位置和最大准入容量提供参考决策。     

分布式风电场对配电网暂态电压稳定性的影响

针对分布式风电场接入配电网后,网侧故障时风机的故障穿越特性对暂态电压稳定性产生较大影响的问题,利用DigSILENT软件改进了双馈式风力发电机(DFIG)模型,使其与实测风机具备相同的低电压穿越特性,并研究了分布式风电场接入配电网不同位置时风机的低电压穿越特性对暂态电压稳定性的影响。研究结果表明,风电场接入网架中心位置的暂态电压稳定性较好,但在故障和电网恢复过程中,配电网电压仍然发生两次电压跌落,而在风电场接入配电网公共连接点配置适当容量的SVG会提升电网暂态电压稳定性。     

多场景随机风速条件下的配电网风电机组选址定容

建立了风速多场景概率分布条件下的风电机组出力模型,在已有配电网系统中预置各节点风速参数以保证规划结果符合实际配电网风速情况。在此基础上,根据风电机组接入配电网对系统有功损耗和系统静态电压稳定性的改善情况,选取风电机组接入配电网的候选位置。以年综合费用最小为目标,利用遗传算法实现风电机组接入的位置和容量的优化配置。IEEE33节点配电系统仿真结果表明,文中提出的风电机组接入配电网规划模型使规划结果更贴近实际,并可有效提高风电机组接入配电网的经济效益和可靠性指标。     

光伏接入对电网的影响研究

为解决光伏系统接入导致电网的电压分布、网络损耗和短路电流发生改变等问题,需要对光伏系统的接入位置和接入容量进行合理规划。首先,基于WSCC3机9节点环形电网模型建立了仿真模型,并对仿真过程中部分参数进行了简化处理。其次,分别对单、多个光伏发电系统的接入位置、接入容量仿真分析,研究了光伏并网对电网电压的影响。随后,对光伏接入位置、接入容量对系统网损的影响进行了仿真分析。最后,研究了光伏接入对网络短路电流的影响。通过以上仿真分析研究,有助于指导光伏系统的接入位置及容量。     

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。     

含固态变压器新型配电网动态无功多目标优化

风机和光伏电池等分布式电源(distributed generator, DG)大量接入配电网会导致电压波动和网损增大等问题,需要对动态无功进行优化。但是由于风光存在的不确定性会影响动态无功优化的效果,因此提出了一种含固态变压器新型配电网动态无功多目标优化方法。首先,通过 Weibull 分布和 Beta 分布对风速和光照强度进行曲线拟合,再采用风机和光伏电池出力公式生成 DG 出力模型。其次,通过蒙特卡洛仿真抽样法对上述模型进行抽样,生成上千个DG日出力场景,并采用k-means 聚类算法将上千个场景聚类成k个典型场景,以缩短随机潮流计算时间。再次,以IEEE33 节点系统为基础,建立含固态变压器有源配电网方案和含有载调压变压器有源配电网方案,以日内网损和电压波动最小为目标,采用改进型多目标灰狼算法对两种方案的相关参数进行优化。最后,以优化后的相关参数进行仿真和对比,证明了所提方法在降低配电网网损和维持节点电压稳定方面的优越性。     

一种考虑线损最优的配电网新能源聚类规划方法

当前以风电、光伏为代表的分布式电源在配电网中的占比越来越大,其对电网规划的合理性及可靠性也提出了较高要求。该文提出一种基于k-medoid聚类的配电网分布式发电规划方法,采用轮廓系数法确定最优的聚类个数,以配电网线损最优为优化目标,以配电网线损灵敏度因子作为聚类特性指标,得到分布式发电最优规划位置;并提出基于节点有功变化的部分线损计算策略以获得分布式发电的最优规划容量。最后,以IEEE33节点系统作为测试系统进行了分析。结果表明,所提方法不仅具有较高的计算效率,同时能够一次性给出多个特征指标下的综合最优接入方案,具有较强的实用性。     

接入光伏、风电的上海中原地区配电网重构研究

分布式电源的接入,对配电网的安全运行产生影响。文中基于配电网简化模型和分布式电源出力模型,建立了接入光伏、风电的配电网多目标实时重构模型。该模型在系统重构间隔内,选取系统网损、电压质量和均衡负荷为综合目标,考虑光伏、风电接入的运行安全为约束,采用整数型分区编码和无效解判断策略,大幅降低了变量维数。对上海中原地区的配电网进行分析,得到了各时段的重构方案,验证了所提方法的可行性和有效性。     

配电网中分布式电源接入体系研究

分布式电源的产生,对配电网的安全、可靠、经济运行提供了巨大支撑,有效缓解了能源危机及环境问题。在分布式电源接入过程中,需要考虑不同的接入等级、接入容量及位置对配电网带来的影响。针对配电网中分布式电源的接入,分析了分布式电源接入对配电网的影响及分布式电源接入配电网应遵守的相关约束条件;综合考虑了不同因素,提出了配电网中分布式电源的接入体系,详细介绍了分布式电源接入准入容量和最优接入容量计算原则及方法;在所提分布电源接入体系基础上,实现了在典型光伏系统接入33节点配电网中,验证该体系有助于指导分布式电源的接入。     

不同控制策略下风电场接入地区电网的稳态分析

对采用不同控制策略的风电场接入系统进行稳态分析,将风电场输出功率随风速变化的间歇性和波动性扰动对所接入地区电网的影响离散化为多个稳态潮流计算,并通过绘制不同控制策略下风电场公共接入点、地区电网电压中枢点、重要变电站的PV曲线、网损曲线,分析风电场接入后地区电网的电压及网损变化,最后对采用不同控制策略的风电场最大接入容量进行分析。     

分布式光伏接入对西宁配电网电压的影响研究

通过理论分析分布式光伏接入对配电网电压的影响机理,得出分布式光伏接入配电网可提高配电网整体电压水平,且不同接入位置和容量对电压的影响也不尽相同。并针对西宁城区典型分布式光伏接入方案在DIg SILENT平台上搭建仿真模型,仿真结果表明:分布式光伏接入只对接入点所在馈线电压偏差有影响,且电压偏差与接入配电网的分布式光伏容量有关,容量越大影响越明显。仿真结果验证了理论分析的正确性,对指导西宁城区分布式光伏接入提供有效参考。