基于ETAP的光伏并网潮流影响及优化分析

正随着光伏发电渗透率的增加,线路潮流和母线电压问题也越来越多,研究了光伏并网不同渗透率对母线电压和发电机出力等的影响。基于ETAP建立了某地区电网模型,应用ETAP软件对模型的潮流和优化潮流进行了仿真。潮流仿真结果显示,光伏接入点及附近母线电压随光伏发电出力的增加而增大;优化潮流仿真显示,接入点附近发电机出力和优化前后变压器分接头的变化量及整个电网损耗随着光伏发电出力的增加而减小。对于指导光伏发电接入电网的运行具有一定意义。     

光伏发电系统可靠性分析及其置信容量计算

大规模光伏发电的接入增加了系统的不确定因素。该文针对光伏发电出力的时序性和随机性,通过天气类型抽样和设备停运概率的分层抽样改进了光伏发电系统的出力模型。将模型应用于并网光伏发电系统的可靠性评估和置信容量的计算中,研究了天气变化、设备故障等随机因素对计算结果的影响,提高了计算的精度。通过对2015年青海省格尔木市并网光伏系统的计算分析,发现电网规模的扩大和光伏电站的分散分布有助于光伏发电置信容量的提升。     

考虑网络传输约束的并网光伏发电消纳容量计算

光伏发电出力具有间隙性和不确定性,其并网接入给电力系统运行带来了巨大的挑战。针对大规模并网光电消纳容量计算问题,构建了一种考虑网络传输约束的消纳分析模型。该模型以最大化光伏电站接入总容量为优化目标,以光伏电站容量及常规机组的启停状态和出力为决策变量,考虑网络传输约束和抽水蓄能电站的特定约束,其本质属于一个混合整数线性规划问题,可采用CPLEX解法器高效求解。并将所提方法应用于某省级电网光伏发电消纳容量计算,验证了其合理性,且光伏电站消纳能力还受其接入位置和出力系数的影响。     

并网光伏电站置信容量评估

衡量光伏发电的置信容量是大规模光伏电站接入电网时需要考虑的问题之一。以光伏发电接入后系统可以减少的发电容量来评估光伏发电的置信容量,建立了考虑不同天气类型概率、最大辐射强度、云遮波动以及温度系数波动的年光伏出力波动模型。提出了基于序贯蒙特卡罗仿真的电力系统发电可靠性的计算方法,并以光伏发电接入前后的系统电力不足期望(loss of load expectation,LOLE)为基础,建立了目标函数,并用粒子群优化算法搜索光伏发电接入后系统的常规机组组合,使系统的可靠性水平与光伏发电接入前保持一致。某标准算例的仿真计算验证了上述模型和方法的正确性和有效性。     

北京电网消纳分布式光伏发电能力分析

随着光伏分布式发电的不断发展,光伏发电出力的随机性、运行方式的复杂性对电网的安全稳定运行带来了极大的挑战。文章在分析分布式光伏发电对系统潮流、电压和网损的基础上,讨论了影响系统消纳光伏发电的主要因素,并详细计算了北京局部电网在不同负荷水平、不同运行方式下,可消纳光伏发电的最大容量。     

光伏发电容量可信度分析

随着光伏发电站大量接入电网、光伏发电容量在系统中的比例不断增大,光伏发电对系统的影响也随之增大。光伏发电站接入电网改变了电力系统的规划和备用容量,同时也为调度带来了困难。光伏发电对电力系统发电可靠性具有一定的贡献,如何衡量光伏发电的容量可信度是电力系统规划和评估光伏发电必须解决的关键问题之一。根据光伏发电容量可信度的定义,给出了几种光伏发电容量可信度评估方法,通过对不同比重和不同负荷特性下的光伏发电容量可信度分析,得出了光伏发电容量可信度的决定因素。对光伏电站接入电网的运行调度有一定的指导意义,同时为政府部门以及电力运行规划部门制定相关政策提供科学依据,具有重要的理论和工程实践价值。     

光伏接入系统的小干扰稳定灵敏度分析及其应用

针对光伏并网对系统小干扰稳定的影响,提出基于随机响应面法和摄动法的阻尼比灵敏度求取方法.以光伏出力波动的随机激励作为摄动量,通过摄动法求解光伏在不同节点并网的阻尼比灵敏度;根据阻尼比灵敏度的大小筛选最佳的光伏并网节点,通过优化方法确定光伏发电的接入位置和容量,得到光伏发电的最佳接入方式.以New England 10机39节点系统和西部某省实际电力系统为例验证所提方法的有效性.     

融合多元信息的含光伏电网风险量化评估方法

随着光伏并网容量的增加,光伏电站的不确定性因素对电网安全稳定运行影响日趋显著。为充分挖掘多元信息实现含光伏电网的风险定量分析,在构建融合气象和元件信息的光伏输出功率概率模型的基础上,研究了含大规模光伏电网的风险量化评估方法。首先,基于聚类分析综合考虑了天气变化和元件失效概率,形成内外部因素共同作用的光伏日出力序列,通过构建表征不同天气类型间的状态转移概率矩阵,实现对全运行时段光伏出力的预测;然后,利用非序贯蒙特卡洛法抽取系统状态,综合考虑故障概率和后果,对电压越限和失负荷风险分别进行量化评估。最后,以某实际电网为例,分析了气象和元件信息、光伏接入方案和容量对系统运行风险的影响,验证了所提方法的有效性。     

考虑光伏非线性相关性的电力系统概率潮流计算

针对目前概率潮流计算中未能全面考虑光伏电源输出功率相关性的不足,从电力系统中的随机特性出发,考虑系统中相邻地区间光伏出力非线性相关性,提出一种光伏并网系统的概率潮流计算方法。该方法采用加权高斯混合分布构建光伏出力的数学模型,在此基础上结合拉丁超立方采样算法来提高采样效率,降低潮流计算复杂度。在含有光伏接入的IEEE 14节点系统中进行仿真计算分析,验证所提研究方法相比于传统研究方法的准确性和有效性。     

分布式光伏接入对电网电压和网损的影响分析

针对分布式光伏接入电网将产生诸多影响,通过理论推导研究了光伏发电在不同接入位置、不同接入容量时对系统电压以及网损的影响的变化规律,并采用系统电压改善程度、有功损耗改善程度指标来评价分布式光伏发电对系统电压和网损的影响程度。通过某地实际电网的仿真实验,全面总结了光伏在接入位置、出力和布局变化时电压及网络损耗的变化规律,为分布式光伏发电项目的规划设计提供理论基础。     

光伏发电系统自动监测与控制

对并网光伏发电系统的自动监测和控制进行了设计和研究。并网光伏发电系统中太阳电池阵列产生的直流电通过光伏并网逆变器转换为与大电网相同相位与频率的220 V或380 V正弦交流电,然后并入大电网。分布式光伏发电系统组成的微网和大电网双向交换,通过大电网调节并网光伏发电系统不足和多余的电力,使系统可靠地输出稳定、波形良好的正弦交流电。     

光伏发电并网大电网面临的问题与对策

妥善解决光伏发电系统接入大电网后2部分都能安全、高效运行是光伏发电技术大规模工业化应用的关键之一。分析了光伏发电系统及其并网的技术特点,简要阐述了光伏发电并网问题的研究现状。指出光伏发电大规模并网使大电网在研究与实验验证手段、对光伏发电系统影响大电网机理的认识、新型配电系统的规划、电网运行控制、电网监测保护与控制装备、技术标准与规范等方面面临新的问题,并提出了应对这些问题的策略。     

针对电网阻抗的大型光伏并网系统稳定性分析与提高策略

大型光伏并网系统中,一般采用多逆变器并联结构来提高总的光伏并网系统的容量。由于光伏电站的结构特点,随着并网容量的增加,电网阻抗值相对于某一个光伏发电单元而言将会被等效放大,从而导致逆变器控制策略失效且并网失败。文中在光伏并网系统开关平均模型的基础上,详细分析了电网阻抗对于逆变器输出电压和电流的影响,并针对电网阻抗导致的光伏并网系统的不稳定现象,采用虚拟阻抗思想,通过输出电流反馈,实现指令电流与输出电流的协调配合,等效消除电网阻抗对并网电压稳定性和并网电能质量的影响,从而保证系统的稳定运行。最后,通过仿真分析和试验验证了理论分析的正确性。     

基于Non-MPPT算法的区域光伏消纳控制策略

基于两级式光伏发电系统环境自适应算法以及光伏阵列分布式结构,提出一种适用于区域光伏消纳控制的Non-MPPT（maximum power point tracking）算法,力主解决光伏发电系统出力过剩问题。该算法基于光伏模块分布式前级优化器,实现不同环境下光伏模块分散控制,并通过光伏模块输出电压、电流随机变量,导出光伏电池环境修正参数,进而实时修正区域光伏模块最大功率电压,使其最大功率电压实时跟随外部环境变化,并结合电导增量法,实现不同环境下光伏阵列全局最大功率跟踪。而后,若区域性电网光伏发电系统出力过剩,则将区域光伏按其实际出力情况进行分区管理,以区域电网对其出力分配额度为控制目标,推导出光伏阵列对应输出电压,并将其引入至光伏发电系统前级Boost电路,通过修正Boost电路占空比,使光伏发电系统输出功率快速跟随主网需求指令,解决了区域内光伏过剩出力的消纳问题。最后,通过Matlab/Simulink仿真软件搭建两级式三相光伏并网系统,验证该算法在电力系统应用中的有效性。     

联网光伏发电系统调度运行控制方法研究

光伏联网是光伏发电系统的主流发展趋势,由于光伏出力受光照、温度等环境因素的影响呈现明显的随机性与不可控性,大容量光伏联网给电网调度带来一定困难。为了适应大容量光伏电源接入电网运行,本文采用混合储能平滑系统输出功率来提高联网光伏系统的可调度性,提出了一种基于不同补偿周期的双层混合储能能量管理方法,以实际供电曲线和调度曲线相关性、储能系统成本为优化目标,采用一种改进的基于小生境技术的Pareto遗传算法进行优化求解。通过算例优化配置了储能系统容量,分析验证了所提能量管理方法的合理性和有效性。     

国内外光伏并网标准中电能质量相关规范对比与分析

太阳能光伏发电的应用推动了新的光伏并网标准的发展,借鉴其他国家相关标准的优点,并参考国际和其他国家成熟的光伏发电并网标准完善国内太阳能光伏发电并网标准。首先介绍了国内外现行光伏并网标准,然后分析太阳能光伏并网对电网电能质量带来的影响,并针对电能质量相关规范和准则进行了比较,结果表明各个国家和地区的光伏并网标准有区别,最后分析其产生原因,主要是由于各个国家和地区的电网结构和光伏系统容量大小有所不同。研究结果有利于提高我国光伏产业水平,增强我国参与国际竞争的实力,可以为制定中国光伏并网标准中电能质量相关规范提供有益参考。     

光伏发电并网规划综合评价模型及其应用

在揭示光伏发电并网对传统电网规划模式的影响机制与作用原理的基础上,深入分析光伏电源接入对电网安全性、可靠性、经济性、环境效益的改善效果,提出传输功率缓解度、系统电压改善率、环境改善率等一系列综合性量化指标,构建了一套较完整的光伏发电并网规划综合评价指标体系.提出了光能不可用频率和光能不可用平均持续时间两项新指标以评价光伏系统能量供给的稳定程度.采用基于信息熵修正的权重确定方法,并利用群决策层次分析法实现对光伏发电并网规划的综合评判决策.仿真计算结果表明,本文方法能够全面、有效地反映光伏电源并网后对电网规划运行的影响,可为灵活规划光伏电源位置和容量提供重要的参考依据.     

基于功率解耦控制的并网光伏发电系统机电暂态模型

提出了一种新的适用于电力系统机电暂态仿真的并网光伏发电系统模型。从光伏发电系统稳态潮流模型出发,兼顾电力系统机电暂态仿真要求和现有光伏电磁暂态模型建模特点,将光伏输出的功率近似解耦,用滤波电路两端的电压相角差、逆变器调制比分别计算并网有功、无功输出,模拟光伏发电系统在稳态和暂态过程中的内外部特性。在电力系统综合分析程序(Power System Analysis Software Package, PSASP)的UD模块中建立模型,通过在光照、电网故障扰动情况下的仿真结果和PSASP自带光伏模型的结果进行对比,验证所建模型的正确性。该模型不但考虑了无功控制,还具有封装性好、计算速度快等优点,对大型光伏接入发电系统的暂态稳定分析具有较好的适应性,可以在大规模光伏并网的相关研究方面提供有效的支持与借鉴。     

光伏并网系统故障二次谐波产生机理及其对变压器保护的影响

光伏发电系统通过逆变器矢量控制并网,其短路暂态特性异于传统电源。电网发生故障时,光伏系统输出电流中可能含有二次谐波,接入弱电网时二次谐波的影响不可忽略。以光伏并网发电系统对称故障条件为例,首先分析基于锁相环的三相并网逆变器单频率输入双频率输出的现象产生机理。其次在综合考虑并网控制及系统低电压穿越策略切换的影响基础上,分析故障暂态过程中电流二次谐波产生机理并推导二次谐波解析表达式。指出在变压器区内故障时光伏并网系统产生的二次谐波可能威胁变压器差动保护的可靠性。最后基于PSCAD/EMTDC仿真验证理论分析的正确性,为后续光伏发电系统接入后的电网继电保护适应性分析提供参考。     

大型并网光伏电站对电力系统影响的研究

光伏发电具有不确定性和波动性等特点,大型并网光伏电站对电力系统的稳定运行尤其对电网电压和发电机功角稳定产生一定的负面影响。以黑龙江省泰来县汤池9.9 MWp并网光伏电站为例,利用电力系统综合分析程序PSASP建立1个9.9 MWp光伏电站接入系统仿真模型,针对光伏电站接入系统后出现的电压和功角稳定问题进行深入分析。仿真结果表明,9.9 MWp并网光伏电站接入电网后不会对电力系统的电压和功角产生较大影响,为并网光伏电站的规模化开发提供有力依据。