基于概率潮流法的含分布式光伏的配电网电压状态评估

为克服高渗透分布式电源接入所导致的传统配电网运行状态评估方法存在盲区的困难,对计及分布式电源随机特性的配电网电压质量的状态定量评估方法进行研究。首先引入一种半不变量结合Gram-Charlier级数展开的概率潮流计算方法,并建立含系统电压平均越限概率、节点电压置信区间和节点电压最大越限概率指标的评估体系。然后以分布式光伏为代表,构建了其有功出力服从Beta分布的概率模型,并定义一种改进的计及光伏波动特性的光伏渗透率指标,由此定量评估不同光伏渗透率对配电网电压质量的影响。最后验证该算法用于配电网电压质量状态评估的可行性。     

基于半不变量法概率潮流的光伏配电网风险评估

为了高效准确实现光伏配电网越限风险评估,引入自适应核密度估计法拟合实际的光照强度序列,建立光伏电站出力特性概率分布模型。采用Cornish-Fisher级数结合半不变量法实现对光伏配电网的概率潮流计算,通过蒙特卡罗法验证半不变量概率潮流计算的准确性,建立电压越限风险指标和支路潮流越限风险指标实现对光伏配电网评估。通过Matlab仿真验证算法对光伏配电网系统风险评估的准确性和高效性。     

基于概率潮流的实际配电网电压质量评估

10 kV及以下供电的居民用户供电电压质量,受变电站10 kV母线电压、10 kV线路供电拓扑结构、线路型号、供电距离、无功补偿及各配变负荷等综合影响。在空间和时间上呈现出随机变化的特征,尤其在10 kV母线电压、网络结构与参数确定的情况下,各配变负荷的随机波动,直接导致配线潮流、配变电压出现随机性的波动。本文结合电压合格率的定义,通过对实际配电网中各配变负荷进行长时间的统计分析,得出配变负荷的随机波动模型。采用考虑随机波动相关性的概率潮流,对线路上所有配变的出口电压幅值进行概率计算,从而可以对10 kV线路的供电电压合格率进行整体分析。研究算例表明采用概率潮流计算,可对供电电压合格率进行较全面的分析评价,为合理控制母线电压,提高供电电压合格率提供理论计算依据。     

基于配电网概率电压灵敏度的光伏选址评估

量化配电网运行状态不确定性的研究主要基于场景分析方法,通过对大量场景下的配电网潮流计算来评估节点电压的随机性,因此存在计算负担重、工程上应用困难的不足。本文提出基于辐射状配电网概率电压灵敏度的光伏选址解析评估方法。首先通过数学推导得到辐射状配电网络不同位置处节点电压波动量幅度与网络拓扑以及光伏注入功率的关系,在此基础上利用概率论得出节点电压波动量概率分布的解析参数,并据此对光伏接入后配电网关键节点处电压波动量概率分布进行评估。对IEEE14节点系统进行算例分析,并与蒙特卡罗法进行对比,验证了所提方法的可行性和有效性。     

考虑光伏出力相关性的配电网概率潮流

分布式光伏发电出力随机性强,且同一区域内的光伏出力相关性显著。考虑光伏接入的配电网概率潮流研究,关键在于相关非正态的光伏输入随机变量的处理。采用Nataf变换进行相关非正态输入随机变量的抽样,并与点估计方法相结合,提出了考虑光伏出力相关性的配电网概率潮流计算方法。与传统处理相关问题的正交变换相比,Nataf变换能够反映相关系数在不同变量空间中的变化,因此,在处理相关非正态随机变量方面,Nataf变换比正交变换法更为精确。通过对含有分布式光伏发电的IEEE 33节点算例系统的计算,验证了Nataf变换的优越性。进一步,分析了不同光照强度相关系数、负荷功率波动大小以及估计点个数对概率潮流计算结果精度的灵敏度。     

含风电场配电网随机潮流计算及其电压安全分析

风电场的输出功率具有较为明显的随机性和波动性,传统确定性潮流计算方法不能全面分析其在并入配电网这类弱电网后对系统安全运行可能造成的影响。基于Cornish-Fisher正态分布展开及协方差矩阵转换法,提出一种考虑风电场输出功率模型特性以及系统负荷相关性的随机潮流计算方法。以浙江某地配电网为例,对风电场并网后系统电压分布进行计算,并对风电场并网位置、风电电源渗透率和风电场机组构成比例等因素对配电网系统电压安全影响作了对应分析,结果证明了该算法的有效性。     

含电动汽车和分布式电源的配电网动态概率潮流计算

分析了电动汽车、风力发电机和光伏组件的动态概率模型,考虑了输入变量间的相关性。采用基于拉丁超立方采样的蒙特卡罗法进行动态概率潮流计算,得到节点电压和支路潮流的数字特征,应用非参数核密度估计得到概率分布曲线。针对IEEE33节点配电网系统,进行仿真测试,验证了算法的正确性和高效性。     

含潮流路由器的配电网最优潮流计算

为解决配电网控制分散、控制元件可调范围小等问题,将潮流路由器(Power Flow Router, PFR)应用于配电网。提出了一种适用于配电网的含潮流路由器的改进支路潮流模型,并基于此建立了含PFR的配电网最优潮流模型。对模型进行二阶锥松弛,并采用Gurobi等商用算法包对松弛后的模型进行求解。为考虑负荷和分布式电源出力的不确定性,提出了一种拉丁超立方抽样和二阶锥规划相结合的概率最优潮流求解方法。采用修订的IEEE33节点系统验证了所提方法的有效性。     

基于配电网概率潮流计算的电动汽车充电站规划策略

大规模电动汽车接入会导致配电网潮流分布发生变化,给配电网的运行带来风险。采用半不变量和Gram-Charlier级数计算考虑电动汽车充电负荷的配电网动态概率潮流。根据节点电压和支路潮流的越限严重程度,定义评价充电站对配电系统潮流影响的综合指标,提出了确定充电站最优电气接入点的方法。IEEE33节点配电系统的仿真计算结果表明,采用上述方法选择充电站的电气接入点可以降低配电网节点电压和支路潮流越限的风险,有助于通过充电设施的优化布局对电动汽车的充电行为进行引导和优化。     

基于风电出力相关性建模的配电网概率潮流计算

风电具有强的随机波动性,且风电场之间存在一定相关性,对考虑风电相关性的配电网进行科学的潮流计算具有重要意义。提出了一种基于模糊C均值聚类和Copula函数的相关性建模方法,构建了一种蒙特卡洛模拟结合前推回代法的概率潮流计算模型。IEEE-33节点配电网仿真结果表明,模糊C均值聚类结合Copula函数比单一Copula建模在处理风电相关性问题上具有更准确的效果,提出的考虑风电出力相关性的配电网概率潮流计算科学有效,计算结果可为运行人员提供参考。     

含直流配电网的交直流潮流计算

文中提出了增广直角坐标下的交直流潮流模型,并采用牛顿法进行统一求解。该模型可以解决任意拓扑形式的交直流网络潮流问题,适应直流配电网的潮流计算。给出了VSC损耗模型及其具体参数计算方法,考虑了电压下垂控制的先进控制策略。采用了增广直角坐标模型,使得雅克比矩阵非常稀疏,且绝大多数非零元素在迭代过程中保持常数,极大地提高了计算效率。含多个VSC的直流配电网的仿真结果证明了所提出方法的正确性、灵活性和高效性。     

含分布式发电的配电网潮流计算

分布式发电的引入,不可避免地对配电网运行和安全产生很大影响,因此必须对含分布式发电的配电网潮流进行计算和调整。引入了基于参与因子调整的分布式松弛母线模型,应用牛顿拉夫逊法求取基于网损灵敏度的参与因子,通过参与因子计算变电站和各个分布式发电参与有功网损分配的贡献,从而形成含分布式发电的配电网潮流计算方法。该方法充分考虑了负荷分配,以及功率不平衡量由多个松弛节点分摊。将所提方法在多个测试系统进行了仿真计算,经与常规潮流算法比较可知,所提方法是有效的。     

含风力发电机组的配电网潮流计算

将每一台风力发电机组的有功出力视为风速的函数,将其无功出力视为有功功率和节点电压的函数,建立了基于异步发电机等值电路的风力发电机组P-Q(V)稳态模型,提出了确定并联电容器组初始安装容量、安装组数和实时投切组数的方法。将运用C 语言编制的程序嵌入已有的前推回推法潮流计算程序,实现了考虑风力发电机组的配电网潮流计算。采用改造后计及分布式电源的配电网潮流计算程序对33节点系统进行仿真计算,结果表明了该方法和程序的有效性和实用性。     

含分布式电源的配电网潮流计算

分布式电源（DG）的发展给传统的电力系统注入了新的活力。文中介绍了DG与电网互联的3种常见接口形式,对异步发电机、无励磁调节能力的同步发电机和燃料电池等几种典型DG的运行方式和控制特性进行了研究,建立了各自在潮流计算中所需的数学模型,并在此基础上提出了基于灵敏度补偿的配电网潮流计算方法,该方法适合包含各种不同DG形式的多电源配电系统。将提出的方法用于90节点配电系统进行测试,测试结果表明该方法是可行的。     

含风电的电力系统概率潮流计算

概率潮流求解中蒙特卡罗法只有在大规模采样的条件下进行多次模拟,才能提高精准度,其导致计算量大,耗费时间,难以处理风电中变量相关性的概率潮流。采用基于拉丁超立方采样的蒙特卡罗法对含有风电场的电力系统概率潮流问题进行分析。基于拉丁超立方采样的蒙特卡罗法,主要分为采样和排序。采样是为了确保样本空间能够被完整的采样,排序是为了降低随机变量之间的相关性。该方法将Gram-Schmidt和Cholesky2个排序方法结合,很好地降低随机变量之间的相关性。通过IEEE-39节点仿真,结论显示该方法能够较好地处理风电中的风速相关性,降低采样规模,提高精准度,是一种非常有效的处理含有风电场的概率潮流问题的方法。     

含风电场的电力系统概率潮流计算

用交流概率潮流方法对含有风电场的电力系统进行了分析。采用结合累积量和Gram-Charlier级数的方法,将直流概率模型拓展为交流概率模型,采用3参数的weibull分布来描述风速的随机变化,同时将异步风机处理为PQ节点,建立了风力发电机组的概率模型,基于风电模型对IEEE-30节点系统进行计算,得到了各节点电压的概率分布和各支路潮流的概率分布,分析比较了风电场加入前后电力系统的节点电压和支路潮流变化情况。     

基于全概率公式的含风电配电系统概率潮流计算

针对风电出力不满足正态分布的特点,对风电出力分段离散化,并将多个风电场的离散化结果进行组合得到系统风电出力状态的所有组合,将问题转换为求解风电注入功率确定的多个条件概率分布问题。利用全概率公式整合多个条件事件的原点矩以计算系统状态变量的期望和方差。基于所有条件概率分布满足正态分布的特点,将所得的多个Gauss函数按全概率公式累加的方法得到同时考虑风电随机性和负荷随机性的概率密度函数,摒弃了传统的Gram-Charlier级数拟合概率密度函数的方法。以IEEE 33节点配电网络接入多个风电场为例对所提方法进行验证,并与多个抽样规模的蒙特卡罗模拟法进行对比,结果证明所提方法具有与千万次抽样的蒙特卡罗模拟法等同的精度。     

考虑负荷电压静特性的含分布式电源的配电网潮流计算

针对传统前推回代算法在考虑负荷静态电压特性时存在迭代次数较多、对负荷静态电压特性变化呈强敏感性的问题,提出了一种改进前推回代法。与传统前推回代法相比,改进算法的效率对负荷静态电压特性变化的敏感性较弱。研究了各种类型分布式电源(distributed generators,DG)在改进前推回代算法中的计算模型,克服了前推回代法只适用于P、Q恒定型负荷节点的限制。以IEEE 36节点系统为例验证了算法和模型的有效性和鲁棒性,并分析了不同负荷静态电压特性、不同类型DG对算法收敛性及系统潮流的影响,为DG合理接入配电网提供参考。     

含光伏逆变器的低压有源配电网谐振风险评估

以光伏为代表的可再生能源发电并网是缓解能源危机,降耗去霾的有效途径。随着光伏逆变器在配电网的大量出现,不可避免地带来额外的谐振风险。针对含光伏逆变器的低压有源配电网谐振问题,构建配电网的等效电路模型,并依此进行了低压有源配电网谐振风险评估,分析了逆变器并网输电距离及变压器容量对谐振风险的影响。