考虑通信缺失情景的光伏集群分散式电压控制方法

针对高渗透率分布式光伏接入配电网导致的电压越限问题,以及当前电力通信网络难以实现对接入光伏集中控制的现状,提出了一种光伏集群分散式电压控制方法。根据预测数据对配电网进行集群划分,采用集群间的协调控制策略,以电压越限量和网络损耗加权值最小为优化目标,基于交替方向乘子法进行优化计算。在集群间通信缺失的情景下,基于无功-电压控制曲线自主调节分布式电源逆变器的无功输出,即通过集群内的电压控制策略解决通信中断时发生电压越限的问题。以IEEE 33节点配电系统为例进行仿真分析,结果表明所提控制方法不仅对改善电压分布不均、降低网损、减轻控制器的计算负担具有积极的作用,还能在通信缺失的情景下具有良好的控制效果。     

分布式光伏接入对地区配电网运行影响分析

分布式光伏发电是未来新能源的重要发展方向之一,其大规模接入配电网导致传统无源配电系统演变为以多电源供电方式为特征的配电系统,增加了电网运行的不确定性和复杂性。本文建立了分布式光伏有功出力最大化与网损最小化的配电网有功无功协调优化目标函数,采用混合整数二阶锥规划方法对模型进行求解,实际运行算例结果表明分布式光伏接入后,对地区配电网网络损耗、电压运行水平、三相不平衡度等运行指标影响密切,其中电压运行水平是限制分布式光伏接入的主要限制因数。     

含分布式光伏的配电网功率协调优化

为解决分布式光伏接入对配电网带来的电压问题,研究了含分布式光伏的配电网功率协调优化策略。以配电网节点电压在规定范围之内光伏发电出力最大化为目标建立模型,利用灵敏度分析选取优先调节的光伏节点,采用粒子群优化算法选取合适的最优解。在保证电压质量的情况下提高光伏利用率。通过对嘉兴配电网的实例分析验证了控制方案的有效性。     

含分布式光伏的配电网模型预测控制优化方法

分布式光伏的高渗透率和不确定性对节点电压和潮流分布产生了较大影响,给配电网的安全运行带来了新的挑战,如何对含分布式光伏的配电网进行有效准确的优化控制是亟须解决的问题。为此,文中提出一种含分布式光伏的配电网模型预测控制优化方法,以减小节点电压偏差和网络损耗为目标,基于模型预测控制方法不断更新预测信息并构建优化模型,对分布式光伏和储能设备进行滚动优化控制。采用修改的IEEE 33节点系统作为算例进行验证,仿真结果表明配电网的节点电压偏差和网络损耗得到了有效降低,优化效果相较于日前优化方法更贴近实际结果。基于模型预测控制,所提方法有助于配电网在分布式光伏接入下安全运行,且能减小控制方案与实际情况的偏差。     

分布式光伏集控中心的设计与实现

分布式电源作为新能源发电重要的利用形式,对缓解能源危机和减少碳排放起着至关重要的作用,但它也改变了配电网网络结构,改变了电压调节、潮流控制以及网络特性,致使因电能质量问题对用户用电设备带来了安全隐患。为此,开展分布式光伏接入配电网的可靠供电技术、安全检修技术研究,以新能源发电功率预测和负荷预测结果为基础,开展配电网调度运行经济性研究和分布式发电联络线功率管理,提出利用分布式可再生能源提高配电网电能质量、降低运行损耗及提高供电可靠性的控制策略,构建了分布式光伏集控中心,实现分布式电源的可靠接入和协调优化运行。     

基于分布式牛顿法的配电网光伏发电集群电压控制方法

由大规模分布式光伏发电集群接入所引起的电压越限和潮流倒送问题,给配电网的安全稳定运行带来了很大的风险,对配电网电压控制的灵活性提出了更高的要求。提出了一种基于分布式牛顿法的大规模光伏发电集群电压控制方法,能够快速响应集群无功的不平衡,通过光伏逆变器的自主无功调节实现电压的分布式优化。仿真结果表明,所提出方法相较于已有的分布式方法具有更快的超线性收敛速度,同时在通信故障条件下依然具备较好的收敛性能,因而具备更高的可靠性和灵活性。     

不同配置模式下分布式光伏发电并网接纳仿真

针对分布式光伏发电的间歇性、不确定性特点,解决其并网接入给配电网带来的难题,提出不同配置模式下分布式光伏发电并网接纳计算方法,通过构建分布式光伏发电接纳容量计算模型,以最大光伏电站接入总量为优化目标,以旋转备用容量、常规机组爬坡速率、网络传输等为约束条件,分析电网侧、分布式发电侧两种配置模式下储能参与电网电压调节的能力,展开分布式光伏发电并网接纳计算.仿真计算分析结果表明:天气状况可干扰分布式光伏出力情况,日间输出功率差异显著;储能配置在电网侧模式比储能配置在分布式发电侧模式的配电网分布式光伏发电接纳效果提升30％左右.     

考虑区域碳中和的分布式光伏选址定容

“双碳”目标的深入推进为我国能源建设与规划提出明确要求,推动了分布式光伏的飞速发展。分布式光伏可以有效调节区域碳排放架构,但不合理地接入容量和接入位置会对配电网造成不可逆转的冲击。针对分布式光伏入网对配电网的影响,提出了一种考虑区域碳排放的分布式光伏选址定容双层优化模型。外层优化以光伏运维成本最低、配电网有功功率损耗最小、电压偏差最小为目标,结合内层优化所得到的分布式光伏出力值,采用NSGA-II算法求解得到光伏的具体接入位置与接入容量;内层优化以系统综合运行成本最低为目标函数,结合外层光伏规划后的配电网网架结构,采用列和约束生成算法,求解获得该区域达到碳中和所需的光伏出力最小值,为外层分布式光伏规划提供限定条件,最终得到考虑规划区域碳排放的分布式光伏规划方案。最后,基于甘肃省某县级区域开展算例仿真,验证所提模型在降低区域碳排放量、规划区域分布式光伏资源、积极促进区域碳中和方面的可行性,为电网企业制定光伏发电规划提供了科学支撑。     

配电网中分布式储能系统的优化配置方法

分布式储能系统接入配电网可与分布式电源形成互补,弥补后者由于出力的随机性对配电网安全和经济运行造成的负面影响,还可对配电网与主网的功率交换进行调节,起到削峰填谷的作用。而对分布式储能系统接入配电网进行优化配置是实现上述作用的基础,基于此,提出了配电网中分布式储能系统的优化配置方法。首先,为处理负荷功率、风电和光伏发电的随机性,利用聚类算法得到典型日负荷曲线、典型风电和光伏发电出力曲线。其次,以储能系统投资与运行成本最小为目标,考虑接入位置、功率大小和配电网安全运行等约束条件,建立多时段非线性混合整数优化模型,并采用两层优化的方法求解模型。该方法在外层采用改进的遗传算法对储能系统的配置方案进行优化,在内层采用最优潮流算法对配置方案的储能充放电进行优化。最后,对一个含风电和光伏发电的配电系统进行测试,证明了该方法的有效性,并分析了风电和光伏发电的额定功率、负荷需求变化等因素对储能系统配置结果的影响。     

参与配电网电压调节的分布式光伏发电系统新型控制策略

针对分布式光伏发电系统接入配电网对电压分布带来的影响,提出一种参与配电网电压调节的分布式光伏发电并网控制策略。该策略的功率外环综合考虑了分布式光伏发电系统出力波动以及负荷变化等因素对配电网电压的影响,电流内环采用模型预测电流控制方法实现对参考电流指令的跟踪。该策略具有良好的动静态性能和跟踪精度,且避免了比例积分控制中繁琐的控制参数整定。最后在RTDS仿真平台上搭建了含分布式光伏发电系统的配电网模型,仿真验证了所提控制策略的有效性。     

挖掘光伏无功能力的配电网无功电压协调控制策略

在高渗透光伏接入多电压等级配电网中,针对低压分布式光伏无功能力没有被充分利用和高/中/低压配电网无功电压未整体协调优化的问题,提出了一种充分挖掘光伏无功能力的多电压层级配电网无功电压协调控制策略。在低压配电网中,对于暂不具备通信网络,无法实现统一调度的光伏逆变器,采用3种就地自主电压控制模式进行实时无功电压控制;在多电压层级配电网无功电压协调控制模型中,考虑包括具备通信网络的光伏逆变器在内的各种无功源,建立电压分区和主导节点选择模型,设计上层全局优化和下层分区优化的双层协调控制策略,该策略充分挖掘了光伏无功对配电网电压的调节能力,实现对整个配电网的无功电压精准控制。将所提策略应用于江苏某220 kV主变区域实际系统,验证了其无功电压控制和消纳光伏发电的优势。     

基于瞬时功率控制的分布式光伏并网策略

随着我国分布式光伏发电的快速增长,分布式光伏的大量接入与配电网的承载能力之间矛盾日益突出,如何提升分布式光伏系统的并网特性使之适应当前配电网环境是亟需解决的问题。基于此,文中提出了一种基于瞬时功率控制的分布式光伏并网策略,通过对分布式光伏系统并网点瞬时功率的控制,实现分布式光伏并网系统根据配电网状态进行实时的输出功率控制。基于分布式光伏并网系统的仿真算例,利用本文控制策略对配电网两种不同无功状态补偿进行仿真实验,理论分析和仿真结果证明了该并网控制策略的有效性。     

数据驱动的无精确建模含源配电网无功运行优化

分布式光伏的接入使得配电网无功电压运行控制需求及解决措施与传统配电网差异较大。针对配电网测量设备安装不全、网架参数难以准确获取,无法进行精确数学建模的问题,提出了无精确建模的含分布式光伏的配电网电压优化控制模型。以节点电压合格为优化目标,使用高速公路神经网络拟合网架节点注入功率与关键节点电压之间的映射关系;考虑分布式光伏的出力约束,进而采用定向寻优策略和反馈机制对优化模型进行求解;通过改变分布式电源逆变器出力来控制电网电压,实现全局系统电压控制。以不同规模的配电网实际数据为例,验证了所提优化运行控制模型的有效性。对比分析了采用普通神经网络和高速公路神经网络的电压拟合精度及收敛速度,证明高速公路神经网络应用于解决无精确建模的多节点含源配电网无功运行问题,可以实现拟合精度和拟合速度的双重优化。     

基于MPC含分布式光伏配电网有功功率—无功功率协调控制

为应对配电网中光伏出力和负荷需求的波动性和随机性,保证系统的安全与经济运行,提出一种基于模型预测控制的含分布式光伏配电网有功功率—无功功率协调控制方法。该方法将控制过程划分为长时间尺度优化控制和短时间尺度优化控制,不同时间尺度优化控制针对各自的控制目标及控制变量分别执行单独的模型预测控制。长时间尺度优化控制基于光伏出力及负荷需求预测信息,采用多步滚动优化求解有功、无功出力,短时间尺度优化控制以长时间尺度的优化控制结果为基准值,滚动求解有功、无功出力增量。长时间尺度及短时间尺度优化控制模型均为难以求解的非凸、非线性模型,本文将模型转化为二阶锥规划问题实现求解。采用改进的IEEE 33节点配电网系统进行算例分析,结果证明了所提优化控制方法的可行性和有效性。     

含光储系统的增量配电网时段解耦动态拓展无功优化

从增量配电网安全运行及经济效益出发,针对高渗透率分布式光伏接入配网引起的相关问题,构建以系统有功损耗、电容器及变压器调节代价、储能调节代价综合最小为目标的时段解耦动态拓展无功优化模型。在传统无功优化的基础上增加储能有功调节能力和光伏无功调控能力,将动态无功优化解耦为多时段静态无功优化,采用灾变遗传算法求得含高渗透率光伏及储能的增量配网无功优化方案。仿真结果表明,提出的时段解耦动态拓展无功优化模型能够提高增量配电网的无功优化效果,在减少电网损耗、降低设备调节成本的同时,兼顾电网电压运行的安全性。     

主动配电网低压分布式光伏连锁故障分析

分布式光伏发电系统大规模离散式接入配电网的趋势日益明显,电网节点光伏渗透率升高,功率传输流向发生改变,影响配电网电压分布。含分布式光伏发电系统的主动配电网模型通常是在单一节点处并联等效光伏电源模型,难以体现分布式电源离散性分布的特点。为此,建立含低压分布式光伏发电系统的主动配电网仿真模型,模拟低压分布式光伏系统脱网所引发的配电网电压波动以及各节点分布式电源连锁故障。基于牛顿-拉夫逊法潮流计算原理,提出关于节点功率变化对配电网电压分布影响的分析方法;仿真结果表明,低压分布式光伏发电系统连锁故障的分析方法能够较为准确地描述相应主动配电网在电压跌落情况下的连锁故障情况。     

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。     

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。     

带蓄电池储能系统的DSTATCOM有功无功联合优化控制

蓄电池储能系统接入配电网静止同步补偿器(B-DSTATCOM)进行有功无功联合控制可有效缓解高波动性分布式电源大量接入配电网导致的电压越限、网损加重、三相不平衡度增加等系列问题。对此,文中提出一种计及光伏发电的不平衡主动配电网B-DSTATCOM实时有功无功联合优化控制策略。首先,对B-DSTATCOM四象限运行原理进行研究,在此基础上以电压偏移、网损、电压不平衡度及运行成本为子目标函数建立B-DSTATCOM实时有功无功联合多目标优化控制模型,并采用加权求和法、改进粒子群优化及直接潮流法求得最优控制方案。最后,基于澳大利亚某实际含光伏低压不平衡配电网进行MATLAB仿真,验证所提方法及模型的有效性、实用性和鲁棒性。