满足电压质量条件下分布式光伏电源接入中压配电网的研究

分布式光伏电源由于其具有良好的可再生性和清洁性被大量的接入中压配电网,从而也给中压配电网带来了新的挑战.大量的分布式光伏电源无规律的接入配电网将对配电网产生一定的影响,导致配电网运行受限.本文从配电网规划角度出发,对负荷和分布式光伏电源沿10 kV线路分布情况进行研究分析.在满足电压质量条件下对负荷和分布式光伏电源沿1...     

新型电力系统背景下配电网分布式光伏可接入容量研究

通过分析分布式光伏电源的发展条件、出力特征和配电网负荷特性,研究了分布式光伏电源出力与配电网负荷的相关关系。构建了分布式光伏可接入容量“347”评估体系对七类分布式光伏接入典型场景开展负荷调研,利用安全可靠性、电能质量、运行经济性三个维度指标量化评估模型分别对台区、线路、变电站、区域电网开展分布式电源接入容量评估。     

主动配电网规划中的负荷预测与发电预测

负荷预测和发电预测是配电网规划中的关键环节,是变电站、网架规划重要计算依据。考虑主动配电网下新型负荷和分布式电源接入等因素,提出适用于主动配电网的概率型负荷预测和发电预测方法。首先全面分析了主动配电网的负荷分类,提出含友好负荷的整体负荷预测方法;其次构建主动配电网分布式电源装机容量及分布预测模型,考虑分布式电源出力的概率特性,进而提出分布式电源可信出力预测方法;最后以负荷预测和发电预测结果为基础,分析了新型负荷和分布式电源对主动配电网规划的影响。     

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。     

分布式光伏电源对配电网网损的影响

当配电网中接入大量的受天气条件影响而出力具有随机性、波动性和间歇性的分布式光伏电源时,必然会对配电网网损产生影响。将分布式光伏电源集中接入配电网的末端,通过仿真研究了在不同的配电网的R/X、负荷水平、负荷功率因数下,分布式光伏电源的有功出力和功率因数对配电网网损产生的影响,并提出了利用网损变化率指标来量化对配电网网损的影响程度,全面总结了含分布式光伏电源的配电网网损的变化规律。     

含分布式电源及灵活负荷的配电网电量合约市场

针对含有分布式电源和灵活负荷的配电网电量合约市场,首先介绍了市场结构、交易流程和合约内容,并对市场中各组成部分进行了建模。利用Copula理论,对分布式电源出力的随机特性及相关性进行计算,从而在已知预测出力情况下得到分布式电源实际出力的条件概率密度。在此基础上,以最小化总购电成本为目标,考虑本地电量平衡概率约束,建立了电量合约市场集中出清优化模型。基于Shapley值衡量负荷灵活性对降低购电总成本的贡献,进而提出了购电成本分摊方法。通过算例分析了分布式电源自身预测精度、与其他电源互补性以及负荷灵活性对最终合约电价的影响。验证了所提出的模型能够将电源和负荷的特性反应在最终的电价上,利用市场的手段来匹配分布式电源的不确定性和灵活负荷的灵活性,从而减少配电网给输电网带来的电量平衡方面的压力,促进分布式电源的就地消纳。     

基于GTR飞轮储能的微电网电能质量调节研究

针对分布式发电所具有的间歇波动性,以及配电网负荷对电能质量要求的提高,微电网储能为分布式发电接入配电网提供了新的解决方案。通过GTR飞轮储能系统的快速响应,频繁充放特性实现对微网内光伏波动的平滑,并结合实验数据给出储能装置的容量配比。在孤网情况下,通过飞轮储能系统的瞬时功率调节能力实现电源供给和负荷需求的平衡,稳定微电网频率。通过实验证明了GTR飞轮储能系统在平滑光伏波动以及孤网调频方面的有效性。     

用户光伏发电储能优化配置研究

将储能技术与光伏发电技术结合可以将不可控的光伏电源转变为可控电源,缩小在运行过程中分布式电源对配电网的不利影响。针对居民负荷、商业负荷以及工业负荷3种不同的负荷特性,同时考虑光伏组件、储能电池造价昂贵这一问题,联系我国的电价政策和补贴政策,提出一种考虑经济性的用户光伏——储能系统容量配置方法。将优化方法应用于具体微电网后的结果表明,经过优化的储能系统对于配电网的节点电压和网络损耗的调节具有一定的积极影响。     

分布式光伏电源与负荷分布接近条件下的可接入容量分析

为了给分布式光伏电源接入规划提供科学决策依据,建立了负荷和分布式光伏电源在各种分布下所引起的电压偏差和电压波动数学模型。在此基础上,以分布式光伏电源引起的最大电压上偏差和最大电压波动以及无分布式光伏电源时单纯由负载引起的最大电压下偏差为约束条件,推导出了6种负荷和分布式光伏电源容量沿馈线相同分布条件下能够满足电压质量要求的分布式光伏电源允许接入容量范围。以城市配电网和农村配电网的典型参数为例对所提出方法进行了分析和说明,结果表明所建议方法是可行的,并且能够有效得出允许接入的分布式光伏电源的容量范围。     

考虑多影响要素的分布式光伏接入配电网馈线位置及容量研究

文章针对光伏电源出力的波动性可能带来的配电网电压波动问题,结合光伏电源一次能源特性,开展了分布式光伏对配电网馈线电压波动影响机理的一般性分析,提出了10 kV馈线可接入的最大光伏容量的估算公式;在此基础上总结了包括接馈线结构、线路型号、供电范围、线路负荷分布等在内的并网相关影响因素,构建了综合考虑所提影响因素的分布式光伏接入配电网馈线典型场景。基于所提场景的仿真分析,给出了分布式光伏接入配电网馈线位置的推荐方案以及分布式光伏接入馈线的各影响因素影响大小的评估结果。     

低压配电台区分布式光伏发电功率辨识方法

数量众多的小容量光伏电源接入低压配电台区,能够实现可再生能源发电的就地消纳,但通常因量测不足而无法掌握这些光伏电源的出力情况,不利于配电网的调度与控制。以台区为单位,提出了一种台区内总的光伏发电功率辨识方法。基本思想是以实测的光照强度数据为输入,通过训练后的神经网络映射得到台区光伏发电功率,而该神经网络训练的目标则是光照强度与台区负荷之间的低线性相关性。通过理想的数值算例与基于实际电网数据的算例验证了该方法的有效性和可行性。     

典型功能区分布式光伏接入对配电网建设改造的影响

随着分布式光伏大量接入,配电网电能质量、短路容量、潮流分布等都受到一定的影响,光伏发电在就地消纳的同时可能产生倒送,因此传统配电网面临升级改造的新形势。对于不同典型功能区的光伏发电接入,如何定量分析配电网建设改造工作量是一个亟待解决的问题。根据光伏最大盈余发用比指标,对不同类型功能区负荷密度与发电功率密度进行对比研究,分析不同类型功能区光伏消纳及配电网改造情况,研究分布式光伏接入对配电网建设改造影响,提出不同光伏最大盈余发用比下配电网工程改造及投资规模建议,为实现配电网接纳分布式光伏改造提供指导和建议。     

含高渗透率分布式光伏发电系统的配电网动态等值分析

随着分布式光伏发电系统广泛接入配电网,渗透率不断升高,甚至超过了百分之一百,在光照比较强的时候会向输电网倒送功率,在这种情况下,负荷和分布式光伏发电系统共同主导了配电网的动态特性,对电网的暂态稳定产生了重要的影响。为此,建立了综合考虑负荷及分布式光伏发电系统动态特性的配电网动态等值模型,即在综合负荷模型的基础上增加一个等效的光伏电站,然后通过动态轨迹灵敏度法筛选重要参数,在DIgSILENT-MATLAB联合仿真平台上实现基于遗传算法的关键参数辨识。最后,在DIgSILENT平台中搭建了输配电网仿真算例,仿真结果表明,所提出的配电网动态等值模型能够比较准确地描述含有高渗透率分布式光伏发电系统的配电网动态特性。     

光伏/燃料电池联合发电系统的建模和性能分析

当前的环境污染和能源短缺使得清洁且资源丰富的光伏发电倍受关注, 太阳能的随机和间断特性使得独立式光伏系统需要配置相应能源存储设备才能实现电力的连续供应。本文提出一种光伏/燃料电池联合发电系统, 建立了包括光伏模板、燃料电池、电解池、压缩机、氢气罐和蓄电池的系统元件模型, 设计了能源管理策略协调联合系统的能源分配,对系统实现全年能源供需平衡的性能进行了分析。仿真结果表明该联合发电系统可以满足用户全年的负载需求,是传统供电方式的重要补充。     

含高渗透率分布式光伏的配电网故障停电损失评估

随着分布式光伏渗透率的逐步提高,配网的负荷特性发生了重大改变,传统的配网故障停电损失评估方法不再适用。提出了一种含高渗透率分布式光伏的配电网停电损失评估方法,基于典型的配网拓扑,分析了含分布式光伏的配电网负荷特性,综合运用来自营、配、调等业务领域的多源数据,构建了基于配变台区的用电负荷模型光伏发电负荷模型,并对故障停电期间的发电损失及用电损失进行了评估。实际案例的分析结果验证了该算法的有效性。     

面向综合负荷的并网光伏发电系统等效建模

基于MATLAB/Simulink和光伏电池自身的物理机理搭建了并网光伏发电的仿真系统,研究了其对配电网综合负荷特性的影响因素,分析比较了已有光伏发电系统等效模型的优劣。在此基础上构建了光伏发电系统传递函数等效模型,该模型具有结构简单、参数少、能有效描述光伏发电系统的出力极限等优点,同时易于在电力系统仿真软件中实现。采用所提出的等效模型与传统综合负荷模型并联,构建广义综合负荷模型,对含光伏发电系统的综合负荷进行建模,仿真实践表明此广义综合负荷模型具有良好的泛化能力,辨识参数稳定,能够满足工程仿真的需要。     

大规模光伏发电并网概率潮流计算及对电网的影响

随着并网光伏发电容量的规模越来越大,光伏发电固有的波动性和不可控性导致其大规模并网时会使潮流分布发生变化甚至潮流反向,对电网的安全稳定运行造成影响。建立了光伏发电系统的潮流计算模型,以IEEE14节点系统和西北某省级电网系统为研究算例,对含光伏的电力系统进行概率潮流计算,全面分析了不同光伏接入容量、不同光伏接入点及不同光伏出力相关性的情况下大规模光伏并网对系统潮流的影响。结果表明光伏接入容量越大,电压及支路潮流的波动和越限概率也越大,光伏接入点将影响系统网损及光伏极限接入容量,并发现光伏接入对系统潮流的影响具有方向性,且光伏电站出力相关性不可忽略。所得结论可为电力系统新能源规划与运行提供决策参考。     

Energy losses in a distribution line with distributed generation based on stochastic power flow

This paper proposes a methodology for stochastic power flow in a distribution line with dispersed photovoltaic (PV) penetration. Both load and PV generation are stochastic processes. The methodology uses a probabilistic model for load demand based on measured data and an extensive stochastic modeling of PV units’ power production based on historical meteorological data and commercial available PV panels. Annual power flow simulations are performed to evaluate loss reduction resulting for different penetration levels and siting strategies of PV into an urban radial distribution feeder. Finally, a cost index for the losses is defined taking into account System Marginal Price data. Results may be of interest for dimensioning, siting and cost allocation in distribution systems with dispersed generation.     

Detection and estimation of behind-the-meter photovoltaic generation based on smart meter data analytics

With the economic development and the implementation of national policies, the penetration rate of distributed photovoltaic (PV) panels, especially those behind the meter, has been greatly increased at the customers' side, which has been changing the operational landscape of the distribution network. In that regard, a critical challenge is that the PV generation behind the meter cannot be detected and measured directly by the utility company. There are even cases where customers install PV without authorization. To ensure the secure and reliable operation, the utility company has to perceive the total PV generation from smart meter data while making operational decisions to strike a balance of power supply and demand. This paper presents a novel two-stage PV detection and capacity estimation method purely based on smart meter data, which is essentially a data-driven model based on machine learning. First, given the net load curves of customers, the PV capacity features are extracted and the support vector machine (SVM) model is used to classify the customers with or without realistic PV installations. Second, based on the spatial correlation of original power demand, the total PV capacity curve is estimated by using the difference between daytime and nighttime data based on the aggregated load information. Finally, the capacity curve, along with the net load curve, is fed into Long-Short Term Memory (LSTM) model as input to estimate the real-time PV generation of individual customers.     

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。