分布式电源即插即用临界条件在配电线路中的分布规律及快速估算

分布式电源(distributed generation,DG)等即插即用要素接入配电网已成为未来智能电网发展的趋势,为保证其能顺利接入,提出DG即插即用临界条件的概念。综合考虑负荷与DG功率变化、电压、线路容量、潮流倒送及DG功率因数等约束,提出一种计算DG即插即用临界条件的数学模型。通过理论分析,将临界条件模型中的约束条件进行等效化简,推导出DG即插即用临界条件与接入点到母线电气距离的函数关系。在此基础上,提出不同应用场景下DG即插即用临界条件的快速估算方法。以负荷递减分布的23节点算例和修改的IEEE33节点算例为例,针对不同应用场景,分别采用估算方法与数学优化算法进行计算,结果表明所提的估算方法是可行的,在误差允许的范围内能够实现对DG即插即用临界条件的快速估算。     

考虑分布式电源“即插即用”的配电网临界条件计算方法

为了给配电网中的分布式电源（distributed generation, DG）等要素实现“即插即用”提供理论依据,从宏观角度出发,建立考虑要素的“即插即用”的智能配电网一、二次协同体系。以DG为例,综合考虑负荷与DG功率变化、电压、线路容量、潮流倒送及DG功率因数等约束,提出一种计算分布式电源“即插即用”临界条件的数学模型,在考虑负荷及DG功率波动性的基础上提出一种临界条件执行策略。进一步通过理论分析,将临界条件模型中的约束条件进行等效化简,得到了一种求解DG“即插即用”临界条件的快速估算方法。以IEEE 33节点算例为例,对所提出的计算方法及简化算法进行对比分析,结果表明,所提的简化算法是可行的,能够实现对DG“即插即用”临界条件的快速估算。     

计及配电网节点/支路边际容量成本的分布式电源规划

随着越来越多的分布式电源(DG)接入配电网,必须协调好配电网规划与DG配置之间的关系。通过引入节点灵敏度系数矩阵和单位负荷增量成本矩阵,提出了能够计及无功影响的配电网节点/支路边际容量成本模型及其计算方法,并应用于分析DG并网对网络容量紧张程度的影响。采用节点/支路边际容量成本变化量指标评估和量化DG起到的延缓网络升级扩容的作用,讨论了基于变化量指标的用户自备和电网公司所有2种产权形式的DG规划,重点介绍了电网公司产权的DG优化配置模型和算法。算例仿真中,考虑了不同的DG功率因数、并网容量和接入位置以及不同的配电网负荷水平等各种场景,得到了一些有益的结论。     

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。     

分布式电源在配电网络中优化选址与定容的研究

合理地对分布式电源（DG）进行选址和定容对于实现配电网网损最小是至关重要的。通过对网络中不同位置的负荷节点对网损的敏感度分析来进行配电网中DG规划,敏感度较高的负荷节点引起的网损较大,通过在该节点安装DG对该节点的等效负荷予以调整,最后得到网损最小的DG接入方案。对实际算例进行仿真计算并与采用改进粒子群算法的优化结果进行比较,验证了算法的正确性和有效性,为进一步开展分布式电源规划拓展了思路。     

基于机会约束并考虑时序特性及 DG环保效益的配网联合协调规划

为研究 DG与配网架的联合协调规划,需考虑 DG间歇出力及负荷功率的时序特性,计及 DG 接入所带来的环保效益.基于机会约束规划,以线路投资及运维费用、DG 建设及运维费用、向上级电网购电成本、网损费用及DG环保效益综合经济性最优来建立规划模型.引入多场景技术及机会约束规划处理DG 及负荷的不确定性,利用时序法对两者进行模拟生成多个场景组合,计算所有场景下潮流并统计方案置信度,在其满足概率安全约束时采用粒子群算法求解模型.将其应用于改进IEEE３３节点算例,确定系统新建线路、升级线路及 DG安装位置数量.对比考虑环保效益与否下的结果,发现该方法能大幅提高 DG年总发电量,在配网规划年限较长时的经济效益明显。     

考虑负荷时变性的主动配电网动态重构和DG动态调控策略

在大规模分布式能源(distributed generation,DG)接入的环境下,实际配电侧负荷需求的实时剧烈变动,传统配电网侧静态的重构与调度方法已经不能适应基于信息技术与电力电子技术的主动配电网(active distribution network,AND)的发展。为此,文章提出一种考虑负荷需求的时变特性和配电公司的运行经济效益的网架快速重构和DG快速调控新策略。基于模拟3类不同用电客户在时间与空间上的负荷需求模式,建立了考虑配电公司电力市场购电成本、快速重构成本和DG运行成本的运行经济效益分析模型,并使用烟花优化算法进行求解。为验证所述模型和方法的可行性,设立了6种配电网运行场景进行相关分析,仿真算例表明,通过充分利用ADN快速重构与DG调控手段,可以降低配电公司的运行成本,引导配电公司实现更多的新能源消纳。     

计及分布式电源接入的配电网静态电压稳定性评估方法

为研究分布式电源(DG)接入对配电网静态电压稳定的影响问题,推导了能反映配电网各负荷节点电压稳定程度的电压稳定指标,提出了一种针对配电网的负荷增长策略,对DG接入前后全网最薄弱节点以及整个系统的静态电压稳定性进行了定量分析,结合PV曲线探讨了配电网电压崩溃事故的发生机理,对比分析了DG出力波动性较大时,集中接入和分散接入方式对静态电压稳定性的改善效果。所提的基于系统各节点电压稳定指标计算的静态电压稳定性分析方法可对负荷节点电压稳定裕度进行快速排序,并可实现全网薄弱节点的准确定位。DG接入前后的仿真实验结果表明,合理位置的DG接入可有效改善全网的静态电压稳定性。     

基于负荷聚类与网络等效的配电网多维典型场景生成方法

分布式发电接入的配电网规划需要分析接入前后电压分布特征。由于负荷与分布式发电数量多、随机波动等原因,兼顾效率和精度的评估方法一直是研究热点。该文提出一种基于负荷聚类与网络等效的配电网多维典型场景生成方法。首先,基于矢量K-medoids聚类方法,将负荷按照功率波动特征划分为n类,并将分布式发电分为光伏和风电2类;其次,提出一种表征对线路压降影响力大小的节点加权系数计算方法,将辐射状配电网简化为n (10) 2节点等效配电网络;第三,对负荷/光伏、风电分别进行n(10)1维、1维K-means聚类,并根据聚类中心计算初始网络节点典型场景;最后以某配电网为例,进行算例分析,结果验证了算法的可行性,以及典型场景下电压分布评估结果的准确性。     

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。     

含分布式电源的配电网三相解耦潮流计算方法

提出一种含分布式电源(DG)的配电网三相解耦潮流计算方法。首先基于序分量法建立配电网三相负荷模型、网络序参数模型和多类型DG接入模型,结合配电网结构、不对称线路三序解耦-补偿模型和道路-回路分析法,在配电序网中提出一种有效的三相不平衡配电网改进潮流计算方法;然后将不同DG并网接口划分为PQ、PQ(V)、PV和PI节点类型,建立适用于三相不平衡配电网潮流算法的PQ、PQ(V)、PV和PI节点类型DG模型,并对其迭代计算模型进行了详细的公式推导。算例分析验证了所提算法的有效性和通用性,所提算法具有良好的收敛性及较强的处理DG节点及其出现无功越界的能力。     

含分布式电源配电网的前推回代潮流算法中PV节点处理方法

随着智能电网的不断发展,越来越多的分布式电源(distribution generator,DG)接入配电网中,DG在潮流计算中多数可看作PV节点,因此如何快速有效地在潮流计算中处理DG PV节点显得尤为重要。为此,在补偿前推回代潮流算法的基础上,提出了潮流计算中处理PV节点的方法,该方法对网络中PV节点进行迭代优化,使PV节点的电压幅值和有功输入量在迭代过程中与给定值保持一致,从而提高了算法效率。该方法实现简单,可移植到其他潮流算法中。算例结果验证了该方法的有效性。     

基于DG输出电流控制的配电网降损研究

通过对负荷均匀分布辐射状链式配电网络进行理论分析,推导出分布式电源(distributed generation,DG)接入配电网后,主干线电流和节点电压的表达式。设DG输出电流与节点负荷电流存在k倍关系,推导出了含负荷电流的线损和电压偏移表达式,求得以线损最小为目标函数的k值及DG输出电流,且经验证所得k值满足系统对节点电压偏移的要求。通过算例分析,证明所提方法能通过确定DG输出电流的数值大小降低配电网线损、改善配电网节点电压。     

考虑时序特性的分布式电源选址定容规划

针对分布式电源(Distributed Generator,DG)接入配电网的优化选址定容问题,建立以年损耗电量最小为目标,考虑DG出力及负荷时序特性的多时段最优潮流模型。利用代表性场景模拟全年情况,给出场景及其权重的确定方法。以IEEE14和IEEE33系统为算例,在GAMS环境下进行建模仿真,计算全网最优的DG安装位置及安装容量,以验证模型的合理性。仿真结果表明,时序特性对DG规划有显著影响,所建模型能够更好地利用不同类型DG出力在时序上的互补作用,提高电网对DG出力的消纳能力。     

考虑孤岛源-荷不确定性的直流配电网可靠性评估

针对含高渗透率分布式发电(DG)的直流配电网,提出一种考虑孤岛源-荷不确定性的直流配电网可靠性评估方法.根据设备的运行状态及冗余度,分别建立了换流器、直流变压器和直流断路器的马尔科夫可靠性模型.针对DG及负荷的不确定性,利用多场景技术(包括拉丁超立方抽样、结合Nataf变换的Cholesky分解和场景削减技术)生成孤岛内源-荷典型场景,提出一种考虑孤岛持续时间的孤岛形成概率计算方法,结合DG供电情况及孤岛形成概率对最小路法进行改进,采用改进后的最小路法计算直流配电网可靠性指标.通过算例验证了所提方法的有效性,对比了DG接入前后负荷点及系统的可靠性指标.     

斯坦纳树模型在含DG配电网规划中的应用

不确定性分布式电源的接入,给配电网规划带来新的挑战。首先将含分布式电源的配电网规划归纳为求解斯坦纳树问题,提出了一种新的配电网规划建模方法。其次通过DG供电分区的划定,将分区内的负荷节点处理为一个不接DG的负荷节点,消除DG对配电网规划的影响。针对斯坦纳树问题传统解法求解时间会随着斯坦纳点的规模成倍增加的缺陷,采用一种改进的粒子群优化(PSO)算法解决斯坦纳树N-P完全问题。结合54节点算例并与传统方法计算结果比较,验证了该方法的有效性。     

含电动汽车场景的节点边际电价研究

分析节点边际电价与电动汽车接入水平和电动汽车负荷波动之间的关系.建立了含电动汽车负荷场景的系统节点边际电价市场出清模型,电动汽车负荷采用结合ARIMA模型的场景生成技术和基于概率距离的场景简化技术进行仿真,以接入电动汽车负荷场景的RTS24节点系统为算例,求解电动汽车负荷接入后对边际电价的影响.电动汽车负荷接入后,随着电动汽车场景的变化,边际电价也呈现了相应一致的变化趋势;随着电动汽车负荷量的增加,边际电价的波动性增大.含电动汽车负荷场景的边际电价市场出清模型,为系统接入电动汽车负荷节点边际电价的分析提供了一种分析方法.     

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。     

基于等效电量函数法的含DG配电网接线方式可靠性分析

在传统等效电量函数法的基础上,引入了DG的出力模型与负荷的持续曲线模型,并以此计算出含DG的负荷的失负荷概率与系统失负荷电量期望值。再与常见的配电网网架结构相结合,将分布式电源(distributed generator,DG)等效为具有等效故障率的常规电源,进而计算线路可靠性指标。算例比较了常见接线方式接入DG后的可靠性指标变化,分析了DG容量与模型参数对等效故障率的影响,探讨了接入DG后不同配电网接线方式可靠性的改善情况,分析了通过选择接线方式或配置合理的DG容量满足可靠性要求的可行性。