配备储能装置的分布式光伏系统并网点电压调压策略研究

随着近年来光伏发电的飞速发展,光伏发电在电网中渗透率越来越高,在带来了清洁能源的同时也对电网造成了一定程度的影响。对分布式光伏系统接入配电网时接入前后并网点电压变化机理进行了研究,利用双向DC-DC变换器在光伏并网系统直流侧加装储能装置,在逆变器无功-有功调压方式的基础上提出含储能装置的并网点电压越限调整方案,通过仿真分析可以得出当光伏出力突变或配电网线路负荷变化的情况下,该方案能很好地抑制并网点电压的波动。     

基于光伏消纳能力模拟评估的配电网最优消纳方案规划选择

随着光能利用率的日益提升,配电网就地接入光伏愈发普遍,而大量分布式光伏并网则造成电压越限、消纳困难、经济效益低等诸多方面的问题。面对目前光伏优化配置的光伏接入总量,接入节点选择,节点容量配比的三大不确定难题,提出一套配电网光伏消纳能力模拟评估及消纳方案择优的方法。首先在分析配网线路结构角度的基础上定义节点全局电压影响度,据此衡量各节点接入光伏对全局电压的影响;然后基于蒙特卡洛法提出光伏消纳方案随机模拟与消纳能力近似评估的方法,并通过基于节点全局电压影响度设计的光伏接入节点位置抽样方法来提高模拟评估的效率和精度;最后综合考虑各候选最优消纳方案的近似最大消纳容量、年运行电压越上限指标及年均投资效益,采用逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)选出经济性和安全性最优的方案。基于IEEE33节点系统算例分析,有效验证了所述方法的适用性。     

大规模分布式光伏接入的配网风险评估及应对措施研究

分布式光伏出力存在较强间歇性、波动性和不确定性,当其大规模并网时将对电网潮流分布及电压分布产生较大影响,引起配电网运行风险。本文开展了大规模光伏发电接入配电网的风险评估方法及预控措施研究。以节点电压越限和线路潮流越限为风险评估指标,建立了配电网运行风险评估模型,给出了配网风险评估的具体实现步骤,提出针对性的风险应对措施。给出了本文所提风险评估方法的算例,并通过仿真结果验证了风险应对措施的有效性。     

考虑源-网-荷-储协同的配电台区分布式光伏消纳能力评估

分布式光伏接入规模日益增长导致配电台区面临安全运行风险,挖掘配电台区多种柔性资源调控潜力并实现协同优化是消纳分布式光伏的重要手段。针对高比例光伏并网对配电台区安全运行的影响,分析了光伏逆变器、静止无功发生器、电动汽车和储能设备的调控潜力;提出了包含电压偏差指标、变压器负载率、线路负载率、弃光率和光伏消纳率的配电台区光伏消纳能力评估指标;建立了计及多种柔性资源调控潜力的源-网-荷-储协同优化模型,并基于粒子群算法进行求解,根据优化运行数据计算配电台区分布式光伏消纳能力。算例仿真结果表明,通过源-网-荷-储协同优化能够有效提升配电台区分布式光伏消纳能力,所提模型和方法可为配电台区光伏消纳能力评估提供理论依据。     

增强分布式光伏消纳能力的措施及效果

分布式光伏接入受变电站母线电压的波动有较大的影响,而变电站母线电压的波动与配电系统无功电压控制策略有较大的关系,本文详细分析不同无功电压控制策略对于光伏消纳能力的影响。同时,其他一些因素对于光伏消纳能力也有较大影响,例如光伏逆变器功率因数、储能等,本文对此也进行定量分析。     

海南电网分布式光伏消纳能力评估

利用DIgSILENT/PowerFactory仿真软件,从电能质量、经济运行、继电保护等方面研究了分布式光伏接入对海南电网的影响。基于系统的安全经济运行约束,对海南电网常见典型接线形式的多种运行方式进行了消纳能力评估。结果表明,各类典型配电网的消纳能力为相应配电网峰荷的20%~40%;制约配电网消纳光伏发电的主要因素为中压配电网功率因数下降和低压配电网三相不平衡。     

新型电力系统下考虑分布式光伏并网的配电网可靠性评估

新型电力系统下,大量分布式光伏接入配电网,考虑其出力及负荷的随机特性,须对配电网安全性进行多角度综合评价。针对分布式光伏灵活接入配电网对其可靠性产生影响的问题,首先根据分布式光伏典型的出力特性,建立分布式光伏出力概率的模型。随后,确定光伏并网评估的指标以便对配电网风险进行量化,其中包括电压越限、功率越限及失负荷风险指标。最后在MATLAB仿真平台建立含分布式光伏并网的配电网模型,并考虑不同光伏出力场景、并网方式、并网容量对配电网的影响,对含分布式光伏并网的配电网进行可靠性评估。     

考虑主动管理的分布式光伏发电消纳能力研究

随着分布式光伏接入配电网逐渐增多,其消纳能力越来越受到人们关注。文章对考虑主动管理的分布式光伏消纳能力进行了研究,提出了主动配电网中分布式光伏发电最大消纳量的计算方法。在分析分布式光伏发电和负荷的时序特性的基础上,提出了综合考虑混沌思想和自适应度调整的改进粒子群算法,研究了削减分布式电源出力、调节有载调压变压器抽头、无功补偿等主动管理措施对分布式光伏最大消纳量的影响。IEEE 33节点配网系统验证了所提模型的合理性和算法的有效性,3种主动管理措施能有效提高分布式光伏的最大消纳量。     

分布式光伏系统无功控制策略研究

分布式光伏系统运行状况受环境因素影响,光照强度、温度等外部因素具有波动性和间歇性等特点,使得系统出力具有相同特性。分布式光伏并网规模越来越大,其对电网的影响愈加明显,由于无功不足,电网电压越限问题已成为最主要的问题之一,制约分布式光伏并网规模扩大。提高分布式光伏发电的接纳容量亟需研究分布式光伏并网系统电压越限的控制方法,因此,研究了德国电气工程师协会提出的4种无功功率控制策略,对4种无功控制策略的控制能力进行分析。     

一种功率动态调整的光伏逆变器调压方法

越来越多的光伏电源接入配电网,导致在光伏有功出力较大时并网点电压升高甚至越限,严重影响了配电网的安全。针对由于光伏并网造成的电压越限问题,文中分析了电压越限机理,研究传统无功调压策略;在此基础上,融合有功限值确定方法,提出了基于功率动态调整的光伏逆变器调压方法,不同工况下光伏逆变器采用相应控制策略,实现逆变器有功输出最大、无功输出最佳。通过仿真验证了调压方法的有效性。     

含分布式光伏发电的中压配电网电压控制策略

随着分布式光伏发电并网规模的不断扩大,由光伏发电功率与负荷之间不平衡引发的逆向潮流导致的电压越限问题日益受到关注。在光伏接入点的电压分析及无功/有功调压分析的基础上,提出了无功/有功协调控制策略,通过光伏逆变器的无功输出补偿及光伏发电量优化管理,实现配电网节点电压的控制。仿真分析结果表明,该策略能在兼顾光伏利用效率和经济性的同时,较好地解决含分布式光伏发电的配电网的电压越限问题。     

电压偏差和谐波约束下配网光伏最大渗透率评估

针对多个三相不平衡配电网络,在不同位置接入分布式光伏,运用OpenDSS软件计算了分布式光伏接入配网后节点电压偏差及谐波电压畸变率。根据ANSI C84.1-2006稳态电压标准以及IEEE519-1992谐波标准对电压偏差和谐波电压畸变率进行约束,得出不同位置下稳态电压偏差和谐波约束下分布式光伏的最大渗透率,同时分析了线路调压器及光伏接入点短路容量与光伏渗透率的关系。研究结果表明,光伏渗透率与具体配电网的拓扑结构和线路参数相关,光伏接入点越靠近馈线首端,渗透率越大。同时考虑电压偏差和谐波约束下光伏渗透率至少能达到20%,并且使线路调压器与其下游接入的光伏发电功率协调配合也可显著提高光伏的渗透率。     

基于时序运行模拟的山东电网光伏发电消纳能力评估

我国可再生能源持续快速发展,装机规模不断扩大,其中光伏发电已成为我国电源增长的主力。随着光伏发电装机规模的快速增长,多种制约因素导致的弃光限电问题突出,阻碍着光伏产业的健康可持续发展。研究未来大规模光伏发电并网条件下的光伏消纳能力,有助于引导光伏发电的科学规划和合理布局。提出了基于时序运行模拟的可再生能源消纳特性分析方法。通过光伏发电出力序列重构技术和对电力系统详细网络拓扑模型及线路约束的精细化建模,能够实现对未来高比例光伏发电接入电力系统背景下光伏发电消纳能力的精细化量化评估。最后利用所提方法对山东电网2025年光伏发电消纳能力进行了评估。结果表明光伏发电装机规模扩大到规划装机的2倍时,弃光比例仍将保持在合理水平。     

计及设备损耗成本的含光储配电网分布式电压控制策略

针对分布式光伏接入配电网带来的电压越限问题,考虑电池储能与光伏逆变器的调压经济性,本文基于一致性算法提出一种计及设备寿命损耗成本的分布式电压控制策略。首先,分析光伏逆变器与储能的调压机理,推导出可用于分布式迭代计算的配电网电压灵敏度参数;其次,分别建立储能电池与光伏逆变器的寿命损耗模型,并利用寿命损耗模型推导出单位功率成本模型,再结合电压灵敏度参数构建出单位调压成本模型;然后,以单位调压成本作为一致性变量,设计基于一致性算法的分布式电压控制策略,得到各节点储能与光伏逆变器的功率调节方案。算例结果表明,所提控制策略能够兼顾各节点设备寿命损耗与总体调压经济性,在有效抑制电压越限的前提下充分降低配电网电压控制成本。     

地区电网光伏消纳能力的提升策略

针对大规模光伏发电功率倒送造成传输通道发生阻塞的问题,提出一种传输通道潮流评估模型。利用传输通道负载率期望评估传输通道的负载率水平,利用传输通道潮流熵确定传输通道功率波动剧烈程度,在此基础上采用传输通道阻塞二维评定等级值判定传输通道发生阻塞的可能性大小。应用模糊数学的隶属度函数来决策消纳能力提升措施类型,利用逐步扩展法和灵敏度系数法分别指导网络解与非网络解的实施。通过某地区实际电网算例对所提方法的有效性进行了验证。     

计及不确定性的分布式光伏接入配电网极限容量评估

针对分布式光伏大量并网导致的配电网电压越限风险增加的问题,分析了不同天气类型下光伏出力特性,提出了基于光伏出力波动特性的广义天气类型聚类划分方法和基于净空理论的光伏出力时间序列模型构建方法。所构建的模型能反映实际光伏出力的时序性和波动性,建立了基于各时段节点电压越限概率与严重度函数的系统电压越限风险评估指标,据此提出采用混合逼近法求解配电网中分布式光伏的极限接入容量。最后,以典型IEEE33节点配电系统和南方电网某地区实际线路为例,分析了不同负荷特性、负荷水平和线路类型下的系统电压越限风险,从这三方面分别对分布式光伏接入配电网的极限容量进行评估。     

改善低压农网电压质量的分布式光伏电源优化配置方法

为解决低压农网电压偏低问题,提出一种改善电压质量的利用遗传算法优化分布式光伏电源配置的方法。首先建立树状型结构电网的网基邻接表,推导出各个节点所带总负荷,得到光伏接入前后的各节点电压计算方法。然后建立以分布式光伏电源容量配置最小、电网节点电压偏差最小为目标的目标函数和考虑电压偏差范围、配置容量限制的约束条件。最后构建基于遗传算法的分布式光伏电源优化配置方法,并通过实际算例进行验证分析。仿真结果表明,该方法在不改变电网架构和增加补偿设备的情况下,通过合理配置光伏电源能有效改善电网各节点的电压偏差。     

分布式光伏电站接入低压配电网系统暂态电压稳定性研究

运用Matlab SPS建立了分布式光伏电站接入0.4 kV低压配电网的典型系统仿真模型。运用时域仿真法考察了光伏电站接入配电网的电缆线路在发生短路、闪络以及断线故障时对光伏电站出口母线暂态电压稳定性的影响。当电缆线路发生短路和断线故障时,光伏电站出口母线会发生电压幅值不断增大的电压失稳现象。而当电缆线路发生闪络故障时,投入重合闸可使光伏电站出口母线电压快速恢复。当光照强度发生大幅度突降时,光伏电站出口母线电压幅值会发生跌落,电压跌落程度主要取决于正常运行时光伏有功出力的大小。一般而言,当光伏出力为数十kW及以下时,光强突降并不会导致光伏电站出口母线电压发生失稳或崩溃。     

基于配电网馈线首端电压追踪的分布式光伏变斜率下垂控制策略

分析了分布式光伏电站无功出力与并网点电压之间的关系,研究了光伏电站无功功率吸收量对配电网线路损耗的影响。在传统下垂控制策略的基础上,提出了一种基于馈线首端母线电压追踪的分布式光伏变斜率下垂控制策略,并介绍了控制系统的架构与软件控制逻辑。在所提改进控制策略下,线路电压水平略高于传统下垂控制策略下的线路电压水平,但线损率指标则更接近线损最优控制策略下的线损率。以IEEE 33节点配电网系统为算例,在OpenDSS上进行时序仿真,并与传统下垂控制策略和线损最优控制策略进行对比,仿真结果表明,所提改进控制策略可以牺牲较少的降压效果来换取更多的降损收益,验证了所提控制策略的正确性和实用性。     

大量分布式光伏电源接入智能配电网后的能量渗透率研究

从容量渗透率角度分析了并网光伏电源对传统配电网的影响,研究了在传统配电网最小负荷限制下光伏并网的容量渗透率极限。从能量渗透率角度分析了分布式光伏电源利用率、成本等随光伏接入容量增加的变化趋势,在此基础上提出利用负荷转移和储能技术来增强配电网光伏接纳能力的措施。仿真结果表明,所提措施都能提高光伏能量渗透率和光伏利用率,但储能技术效果更好,且随着能量渗透率的增大,储能技术的优势更明显。