分布式发电对配电网电压的影响

分布式电源(DG)接入配电网会对其产生多方面的影响。通过运用潮流程序进行分布式电源接入配电网前后电压分布的计算,研究了分布式电源接入辐射型配电网络前后负荷节点电压的变化。运用Matlab仿真软件,对接入配电网的分布式电源出力变化、接入位置变化以及功率因数变化的分别进行了仿真实验,较全面的分析了分布式电源的接入位置、出力限制等方面对配电网电压的影响。     

分布式电源接入对配电网电压变化的分析

靠近负荷侧分布式发电DG(distributed generation)系统的接入对配电网电压有着多方面影响。文中给出了一种含分布式电源的三角形负荷分布模型,并且根据电路叠加定理提出了基于此模型的电压分布计算方法。结合具体算例,研究了含分布式电源的放射状链式配电网负荷节点电压变化情况,分析了分布式电源的电压调节作用。研究结果表明,含分布式电源的三角形负荷分布模型可以有效运用于配电网的电压分布计算中;分布式电源出力及位置变化直接影响着配电系统电压水平。     

含分布式电源的配电网电压暂降评估

运用蒙特卡洛法研究了含分布式电源的配电网电压暂降评估。分别建立了同步机型DG和逆变器型DG的仿真模型,然后基于EMTDC/PSCAD运用蒙特卡洛法对含分布式电源的典型配电网进行了仿真,采用系统平均均方根值变化频率作为评价各节点电压暂降的指标。结合多个仿真算例分析了DG的类型、控制策略、出力和接入位置对电压暂降的影响。仿真结果表明,逆变器型DG的接入能够降低配电网电压暂降的发生频次,DG的控制策略、出力和接入位置都会对电压暂降产生一定的影响,这为配置分布式电源和缓解电压暂降问题提供了参考。     

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。     

含分布式发电的有源配电网电压稳态指标计算研究

针对分布式电源接入配电网带来的电压静态稳定性问题,主要研究含分布式发电的有源配电网电压稳定性。首先提出了根据潮流解来计算整个配电网的电压稳定性指标方法以反映系统各节点的电压稳定性,然后考虑分布式发电作为一个负的负荷直接注入,分别建立了不同类型分布式电源在配电网潮流计算的模型。最后,以分布式电源中典型风电为例,对IEEE-33节点有源配电网进行仿真,分析了不同风机出力、风机接入及有功出力波动对有源配电网系统电压稳定的影响,仿真实验表明分布式电源的接入可以有效提高系统的电压稳定性。     

电压约束条件下分布式光伏接入低压配电网特性研究

从理论上分析了单个分布式光伏电源集中接入和多个分布式光伏电源分散接入低压配电网后配电网馈线节点电压变化机理,给出以静态电压限值为约束的接入容量极限。探讨了影响低压配电网静态电压变化的各种因素,如光伏接入位置、接入形式、出力大小、电网线路参数和负荷大小及特性等。运用PSCAD/EMTDC电磁暂态软件搭建了分散光伏发电多点接入低压配电网的系统模型。结合仿真算例验证了上述分析的正确性,修正了不同线路长度接入容量方案,并提出了解决分布式光伏发电和负荷网源不协调工作引起的电压偏差的措施和方案。     

考虑静态安全约束的分布式电源准入容量与最佳接入位置计算

分布式电源的接入对配电网潮流的影响显著。分布式电源出力越大,越容易造成接入节点电压偏移支路功率越限,威胁配电网的安全运行。从配电网静态安全运行角度,建立了含接入位置和接入数量为变量的分布式电源准入容量模型,以节点电压幅值、电压波动和支路功率为约束的非线性混合整数规划数学模型。为克服原问题的组合特性,简化原问题的求解难度,文章提出了两阶段的求解方法。为验证所提方法,对IEEE 33节点系统算例进行了仿真验证,结果表明所提方法能求解不同数量和位置接入的分布式电源准入容量,适合于各种负荷水平下的准入容量计算,可为分布式电源接入配电系统的运行与规划提供有力的理论和技术保障。     

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。     

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。     

一种智能配电网安全运行控制方法

分布式电源(DGs)高渗透率接入,将改变配电网结构及潮流分布,需要对传统电压与负载率的控制方法进行改进。本文通过分析分布式电源接入后对配电网电压及负载率的影响,提出了一种基于灵敏度分析的多阶段决策的节点电压与线路负载率实时控制方法,有机融合了调节分布式电源出力、调节无功补偿装置、网络重构以及切负荷等控制手段,各阶段根据指标函数值判断是否执行。以改进IEEE 33节点系统作为算例,仿真一天内负荷及分布式电源出力的变化,对于节点电压与线路负载率越过限值时刻给出相应的控制措施,结果验证了本文方法的正确性。     

Multi-Objective Approach for Reconfiguration of Distribution Systems with Distributed Generations

This paper presents a fuzzy multi-objective based heuristic algorithm for network reconfiguration of distribution systems considering distributed generations (DGs). The objectives of reduction of real power loss, branch current carrying capacity limit, maximum and minimum voltage constraints, and feeder load balancing are considered for performance enhancement of the distribution system. Since these objectives are non-commensurable and difficult to solve simultaneously using conventional approaches, they are converted into fuzzy domain and a fuzzy multi-objective function is formulated. A sensitivity analysis based on voltage profile improvement and real power loss reduction is used for obtaining optimal locations of DGs and genetic algorithm is used for optimal sizing of DGs. The proposed reconfiguration algorithm is implemented in two stages, initially in the first stage without incorporating DGs and in the second stage incorporating DGs for obtaining an optimal distribution system network reconfiguration. The advantage of the proposed method is demonstrated through a seventy node four feeders and a sixteen node three feeders distribution systems.     

含分布式电源的配电网故障恢复策略

鉴于分布式发电（DG）的特殊性,含有DG的配电网故障恢复不能用传统方法解决。提出了一种新的考虑DG的故障恢复策略。首先根据DG的发展状况介绍了2个孤岛处理标准：IEEE 929-2000和IEEE 547-2003,前者禁止孤岛存在,后者允许有意识的孤岛运行。考虑到用户对供电可靠性的要求越来越高,同时DG的注入容量越来越大,文中的研究是建立在后一标准基础上的;然后介绍了3种孤岛运行模式,并分析了其优缺点;对含有DG的配电网潮流计算,采用改进的前推回代法进行处理;最后给出了考虑DG的配电网故障恢复步骤并进行了实例仿真。仿真结果证明了文中所提出的方法的有效性。     

A generalized power flow analysis for distribution systems with high penetration of distributed generation

In this paper, the element incidence matrix has been extended to develop a comprehensive three-phase distribution system power flow program for radial topology. Three-phase overhead or underground primary feeders and double-phase or single-phase line sections near the end of the feeder laterals have been considered. Unbalanced loads with different types including constant power, constant current and constant impedance are modeled at the system buses. Substation voltage regulator (SVR) consisting of three single phase units connected in wye or two single-phase units connected in open delta are modeled to satisfy the desired voltage level along the feeder. The mathematical model of distributed generation (DG) connected as PQ and PV buses are integrated into the power flow program to simulate the penetration of DGs in the distribution systems. The proposed method has been tested and compared with different IEEE test feeders result. The developed algorithm has been used to study the impact of both SVR and high penetration of DG on voltage profile and system power losses.     

一种改进的分布式电源无功功率精确分配下垂控制策略

由于独立运行的微网中馈线阻抗不匹配,采用传统下垂控制策略的分布式电源难以精确地分配输出功率。针对该问题,提出了一种改进的分布式电源无功功率精确分配下垂控制策略。在该策略中,中心控制器采用低带宽通信向各个分布式电源发送交流母线电压偏离补偿信号,分布式电源的本地控制器获取该补偿信号后,通过积分构造出输出电压的幅值参考。采用所提出的下垂控制策略,各分布式电源在实现无功功率精确分配的同时,可以有效消除交流母线的电压降,将母线电压恢复至额定值。仿真结果表明,所提出的改进下垂控制策略在复阻抗特性馈线微网中具有一定的有效性和可行性。     

含低电压穿越型分布式电源配电网的短路电流计算方法

换流器型分布式电源(DG)在配电网中的应用使传统配电网的短路电流计算方法不再适用。根据DG在配电网故障点前后位置的不同,将DG处理为不同类型的故障等效模型,故障点上游DG采用低电压穿越故障等效模型,故障点下游DG采用恒定电流源故障等效模型。提出了一种基于叠加定理的短路电流迭代计算方法,在每一次迭代过程中,根据当前节点电压和DG的故障等效模型分别修正故障点上游DG和下游DG的输出短路电流,并利用节点电压方程求解配电网的短路电流和节点电压分布,直到满足收敛条件。通过对算例系统的分析计算,验证了所提方法的正确性。该方法可应用于含DG的大规模配电网的短路电流求解。     

基于电压信息的配电网断线故障定位

为利用配电自动化系统实现断线故障定位,定量分析了断点两侧伴随不同过渡电阻接地情况下的中压馈线电压以及配电变压器低压侧电压特征。提出了一种基于馈线终端单元（FTU）和配电变压器终端单元（TTU）上报的电压稳态信息的断线故障定位方法。并对其适应性进行了分析。对分布式电源接入对断线故障特征的影响也进行了分析。提出了单相接地故障处理技术和基于电压特征的断线故障处理技术协调互补的建议。基于PSCAD软件对示例配电网进行了仿真以验证提出的方法,仿真结果表明文中提出的断线故障电压特征正确、断线定位方法有效。     

计及分布式电源的变电站个数及馈线条数概率规划

随着分布式电源渗透率的提高,分布式电源对配电网规划方法和结果的影响研究更具现实意义。采用概率规划方法,建立了涉及分布式电源的变电站个数及馈线条数优化简化模型,模型目标为变电站和中压线路的相关总费用最小,并考虑了线路的容量约束;提出了中压主干线与分支线长度的近似计算模型,并考虑了负荷变化、分布式电源随机性和线路负荷转供率对停电时间和停电费用的影响。基于模型求解获得的变电站优化个数、馈线优化条数和最小总费用,定义了相应的三大类置信变量。算例表明了概率规划对于变电站个数和馈线条数选择的意义以及分布式电源的替代作用。     

基于状态量信息的含分布式电源配电网保护新方案

为消除分布式电源(DG)接入对保护的影响,同时尽量减少改造成本,提出了一种基于多点状态量信息的含DG配电网保护新方案。对于DG下游辐射状线路和无DG接入的馈线,所提方案根据过电流保护动作信息实现故障定位。另外,基于馈线首端和DG并网点处的电压和电流信息,提出了补偿阻抗极性信息的新判据及其故障定位方法。当DG上游区域发生故障时,所提方案无需加装电压互感器,即可快速准确地切除DG上游区域的故障线路。最后,通过PSCAD/EMTDC软件对一个含DG的10 kV配电网进行故障仿真与分析,结果验证了所提方案的有效性和正确性。     

Estimation of Magnetizing Characteristics of Pole Transformers in Islanding Area

For the detection of islanding, it is very important to choose the threshold value for the change in the harmonic voltage. In this paper, we propose an analytical model of a pole transformer using a Fourier series and clarify the nonlinear magnetizing characteristics of the pole transformer in an islanding area. After determining the proposed model coefficients from the tests of the pole transformer excited by a sinusoidal voltage, distorted wave voltage tests were performed under conditions in which the third harmonic voltage or the fifth harmonic voltage was superimposed. The results of the testing showed that the magnetic properties vary greatly upon increasing the harmonic component of the voltage. The analytical and measurement results were in good agreement. By using the proposed method, the distributed generators (DGs) can estimate the magnetizing characteristics of the pole transformer by monitoring the connected terminal voltage. Thus, as an active signal for islanding detection, DGs can inject a harmonic current synchronized to the excitation current harmonics of the pole transformer into the distribution network. In the case of DGs equipped with the above functions, there is no need to change the settings of the islanding detection threshold for changes in the harmonic voltage even when there is a change in the excitation voltage or an increase in the number of DGs.