分布式能源对主动配电网谐波特性影响的研究

本文研究分布式能源对主动配电网谐波特性的影响,首先将主动配电网中分布式能源按照谐波源类型进行分类,即电流型和电压型谐波源;其次利用仿真的方法,当电流型谐波源的并网功率变化、谐波源的并网点负载特性变化和谐波源的并网点变化时,分析主动配电网中的谐波电流产生、传播和叠加的规律;接着考虑电压型谐波源的负载功率不同、并网点不同的情况,分析主动配电网中谐波电压的产生和传播规律;最后根据仿真结果分析得出结论,以指导主动配电网中各单元并网点的选取。     

基于云模型的谐波电流异常检测

电力系统谐波监测是电能质量监测系统的主要工作内容,谐波电流检测能为分析设备运行状态提供依据,提出了一种基于云模型检测谐波电流是否异常的方法。根据正常运行条件下谐波电流的日95%概率值和日最大值分别建立正态云模型,利用云模型的熵来衡量正常运行方式时谐波电流的波动范围,根据正态云外隶属曲线的'3En外边界确定谐波电流的异常阈值。同时提出了谐波电流异常检测的修正算法及简化公式。将需检测的谐波电流与谐波异常阈值进行比较,可实现谐波电流的异常检测;基于云模型确定谐波电流异常阈值可以克服基于总体样本方法确定的异常阈值受样本随机不确定性影响较大的问题,同时考虑了正常数据的波动问题,确定出的异常阈值更符合客观实际,不易造成正常数据的误判。实际工程算例验证了该方法的正确性,同时说明了总体样本方法的不足。     

主动配电网分布式电源规划及经济性分析

主动配电网是实现大规模间歇式新能源并网运行控制、电网与充放电设施互动、智能配用电等电网分析与运行关键技术的有效解决方案。研究分析了主动配电网的网架规划模型,包括主动配电网对分布式能源的消纳模式、主动配电网潮流流向、主动配电网储能配置及主动配电网经济优化函数。最后对主动配电网中间歇式新能源的经济性进行了分析,给出了能源结构优化规划目标函数,为主动配电网经济计算与优化评估提供了方法和依据。     

含电动汽车充电站的配电网谐波潮流计算

考虑到实际系统中充电站并网点的运行电压一般不是额定电压水平,且在相同功率下,电压值的变化会引起电流值变化。为使充电站并网谐波潮流计算更精确,本文提出一种适用于充电站的谐波潮流计算模型,该模型为考虑了充电站并网侧电压和自身阻抗影响的充电站等效电流源模型,并根据电动汽车充电站的工作原理,提出了一种含电动汽车充电站模型的谐波潮流计算方法。算例采用IEEE-33节点配电网系统,对两种类型谐波源在多种注入方式下进行谐波潮流计算,对比结果表明,计算中修正谐波电流后,含充电站负荷的节点及相邻节点的电压畸变率增大,充电站并网不仅影响本节点还影响相邻节点的电能质量。     

主动配电网的分层能量管理与协调控制

大规模的可再生间歇式能源并网,给配电网的管理带来巨大挑战。主动配电网通过对其进行主动管理和协调控制,实现间歇式能源的有效消纳。该文提出主动配电网的分层能量管理与协调控制体系,基于主动配电网的控制区域划分和信息模型融合,研究全局优化技术和局部控制模式,分析各控制模式的适用场景,给出全局优化启动的条件,实现局部控制模式的主动切换。最后通过对佛山主动配电网示范工程实例的仿真分析,验证分层能量管理体系的有效性。     

考虑分布式能源接入的配电网规划及其关键技术综述

随着分布式电源的大力发展,尤其是大规模间歇式可再生能源接入(如风能、光伏),使配电网从传统的简单单一电源网络转变为多电源配电网,使配电网规划变得更为复杂。对传统配电网和智能化配电网规划的内容、电源规划、网架规划等方面进行论述,并在此基础上重点论述主动配电网规划模型以及所面临的问题和研究难点,分析主动配电网规划中的关键技术,包括不确定性负荷预测和主动配电网对分布式能源的消纳能力,以及主动配电网规划的经济效益。并针对今后主动配电网规划的研究路线提出相关建议,为考虑大规模间歇式可再生能源接入配电网规划工作提供借鉴。     

基于分布式模型预测控制的主动配电网区域协同控制

为提升主动配电网的控制效果与性能,基于主动配电网馈线控制误差理论,提出了适用于主动配电网区域协同控制的分布式模型预测控制方法。首先建立了包含自治区域内间歇式能源、负荷、储能等单元的区域控制模型,以考虑其未来短期内的出力变化等预测信息;提出了分布式预测控制方法,解决区域间优化目标间的耦合问题,实现多个区域间的协同控制,通过滚动优化与反馈校正,实现基于未来预测时间段内的整体最优控制,从而保证整条馈线的全局最优。最后通过算例仿真,并与传统的PI控制进行对比分析,验证了本文控制方法的优越性。     

新能源并网输电电缆谐波谐振分析及抑制方法

光伏发电或风力发电的选址距配电网一般较远,往往需要通过电缆进行连接。由于电缆的寄生电容较大,使得配电网中的谐波电压在长电缆中出现谐波谐振的问题。在电缆线路终端加入电阻可以有效阻尼电缆上的谐波谐振,且最优的电阻值为电缆的特征阻抗。利用分布式能源并网逆变器,在输出基波有功能量的同时,通过有源谐波电阻的控制策略在连续的谐波频率上模拟纯电阻的特性,可以实现阻尼宽频域谐波谐振的功能。文中首先建立了电缆线路的分布参数模型,并且分析了由于新能源并网接入点电压谐波而引起的电缆线路谐波谐振问题。然后,基于有源谐波电阻的思想,提出一种新的谐波电流指令生成方法,可以实现新能源并网逆变器在连续的谐波频率上呈现纯电阻特性。最后,利用仿真和实验验证了理论分析的正确性及所提出谐波电流控制方式的有效性。     

主动配电网技术特性及评估指标体系

主动配电网作为一种"源-网-荷"相互协调的新三元结构配电网,是未来解决分布式能源大规模高渗透并网的主要技术手段。重点研究了主动配电网的整体架构和主要特征,阐述了主动配电网的技术理念。在此基础上系统和完整地提出了主动配电网的评估指标体系,包括:间歇式能源并网特性指标、主动配电网控制特性指标以及主动配电网运行特性指标。这些指标对主动配电网的"原因-过程-结果"进行了具体的量化评估,对于主动配电网技术路线和实施方案的选择具有重要的指导意义和参考价值。     

主动配电网的局部自治区域供蓄能力指标及其应用

对并网分布式电源与储能系统的主动管理能降低主动配电网负荷及间歇式能源的波动。文中将含有分布式电源、储能系统及负荷的主动配电网局部自治区域作为整体,考虑分布式电源与储能系统功率约束及电网约束,提出了局部自治区域供蓄能力指标,量化描述局部自治区域消耗储存与提供电能的能力。将配电线路作为整体,提出了主动配电网线路的供蓄能力指标,量化描述互联线路间可传递的最大功率;进而提出了供蓄能力指标算法及基于供蓄能力指标的主动配电网运行优化模型,并在优化模型中考虑了配电网供电安全性约束。通过算例分析验证了局部自治区域及线路的供蓄能力指标的有效性及其对运行优化效率的改善作用。     

基于泛正态阻抗云的谐波发射水平估计

提出了一种基于泛正态阻抗云的用于估计系统侧谐波阻抗及谐波电压发射水平的方法。首先,从波动量法的基本原理入手,通过理论分析得出利用波动量比值计算系统谐波阻抗的关键是辨识出更接近于系统谐波阻抗的波动量比值样本;其次,通过对波动量比值概率分布特征的研究,提出其泛正态分布的特征满足正态云模型的适用条件,从而利用逆向云发生器计算云的数字特征;最后,基于云模型的"3En'规则",确定阻抗筛选阈值,进而由筛选合格的样本估计系统谐波阻抗及谐波电压发射水平。对理论模型的仿真和实际工程算例的验证证明所提方法的准确性和有效性。     

一种有滤波功能的微网单相光伏系统

针对微网中非线性负载和间歇性微源引起电能质量较差的现状,提出了一种有滤波功能的微网单相光伏系统。引入电网电压前馈控制优化电气模型,消除系统扰动,通过基于最小二乘法的自适应谐波检测算法进行快速谐波检测。该系统不仅能够提供有功电能,而且能抵消负载注入的谐波电流,有效提高了并网节点的电能质量水平。搭建了仿真模型,并研制了光伏并网样机,验证了该系统及其控制方法的正确性和有效性,同时这种单相光伏对电能质量主动控制的思路也适用于微网中其他逆变型微源。     

基于GA优化BP神经网络的有源配电网高阻接地故障选线方法

当配电网发生高阻接地故障时,逆变型分布式电源的接入会向零序网络中注入不平衡的谐波电流,改变原有故障特征的分布规律,导致传统高阻故障选线方法失效。考虑光伏电源接入对配电网的影响,提出了一种基于GA优化BP神经网络通过融合多种故障特征的有源配电网高阻接地故障选线方法。首先,利用Matlab/Simulink搭建谐振接地系统仿真得到选定周波的故障零序电流,根据小波包变换从中提取小波包能量熵和模极大值,并将其作为数据样本。然后,将数据输入优化后的网络中进行训练,得到能够实现智能选线的机器学习模型。最后,算例分析表明该方法较传统算法提高了迭代速度和训练精度,在多种复杂故障条件下具有良好的选线容错率,且具有一定的抗噪能力。     

考虑谐波源随机性的有源滤波器最优配置

考虑到非线性负荷所产生的谐波电流具有随机性,首次将供用电网络中各节点谐波电压的综合抑制转化为机会约束规划问题,采用基于随机模拟的遗传算法,以有源滤波器总投资最小为目标,给出了它们的安装地点及容量的优化方法,并用实例说明了本算法的有效性。     

辨识谐波电流监测数据中异常数据的一种方法研究

针对谐波电流监测数据中的异常数据影响谐波源定位和谐波责任划分准确性的问题,根据实测谐波电流数据的统计特性,采用三参数威布尔分布建立谐波电流监测数据的概率分布模型。利用最小二乘法估计三参数威布尔分布的形状参数、尺度参数和位置参数,在参数估计的基础上,得到谐波数据主体分布区间,并据此确定谐波电流异常阈值。仿真结果表明谐波电流监测数据较好地服从三参数威布尔分布,所提出的谐波电流异常监测数据辨识方法能够有效识别谐波电流监测中的异常数据。     

配电网谐波量测装置最优配置方法

为满足油田节能减排与工艺调整要求,变频器等非线性电力电子设备的应用日益广泛,油田配电网谐波污染日趋严重。谐波在线监测系统为测量和分析油田配电网谐波分布特征奠定了基础;但受应用经济性约束,谐波量测终端安装数量有限,有必要对其安装位置进行优化。本文综合考虑谐波状态估计可观测度与冗余度,提出了一种量测终端优化定址方法。采用谐波状态估计可观性逻辑判断法,利用节点关联矩阵计算不同谐波量测终端配置方案下系统可观测度与冗余度;在保证系统可观测度最大的前提下,以冗余度最大为目标优化量测终端安装位置。实现在终端数量有限的情况下提高油田配电网谐波状态估计的可观测度与精度,建模仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于DOST能量相似度的有源配电网故障区间定位方法

有源配电网小电流接地系统发生单相接地短路时,通过理论分析得出单个DG接入配电网并不影响零序电流大小的结论,由此提出一种基于离散正交S变换(DOST)暂态零序电流能量相似度的故障定位方法。首先对线路上检测设备上传的暂态零序电流信号进行离散正交S变换,然后利用得到的时频矩阵中的元素计算线路区间两端检测点的能量相似度,能量相似度小于设定的阈值即为故障区间。MATLAB/Simulink仿真结果表明该方法准确有效,适用于有源配电网的故障区间定位。     

抑制谐波的配电网无功优化规划

在配电网中,为进行无功优化以降低网损,装设了大量的电容器.这些电容器的装设,导致了在谐波频率下,容易产生系统与电容器之间的谐波谐振或谐波放大,从而使系统的谐波畸变率大为增加,破坏了系统的安全运行.针对这一问题,文中提出了谐波畸变情况下对配电网进行无功优化规划的模型,给出了用灵敏度指导遗传算法进行求解的具体步骤,并用VB编制了仿真程序,对实际配电网进行了仿真计算.计算结果表明,该模型能使电网在满足电压和谐波标准约束的情况下,系统网损和谐波畸变率均得到改善,且大大提高了寻优效率,验证了文中所提方法的有效性.     

不平衡主动配电网电压无功两阶段多目标鲁棒优化

高间歇性分布式电源大量接入、线路排布不对称、负荷分布不均匀等因素加剧了配电网的三相不平衡。同时,分布式电源和负荷的显著不确定性导致配电系统电压越限频繁以及网络能量损耗增加。引入电压不平衡度二阶锥约束,以降低主动配电网的三相不平衡程度;采用鲁棒优化方法对分布式电源与负荷的不确定性进行建模;在此基础上,提出一种不平衡主动配电网的两阶段多目标电压无功控制模型,以最小化系统电压偏差和网络能量损耗;结合二阶锥松弛与线性化技术将非凸模型转化为可求解形式,利用法线边界相交算法处理多目标问题,并采用列与约束生成算法将可求解模型分为主问题与子问题进行迭代求解,从而得到鲁棒帕累托最优解。基于澳大利亚某真实配电网验证所提方法的有效性和鲁棒性。