一种计及无功功率的光伏储能系统并网功率损耗模型研究

光伏储能发电系统快速发展导致光伏发电渗透率迅速上升,逐渐改变了传统配电网结构和运行方式。基于潮流计算分析,提出一种计及无功功率损耗的分布式光伏储能发电系统并网功率损耗模型。根据配电网最优运行状态进行功率损耗功率模型寻优分析,优化光伏储能发电系统注入配电网节点的功率,改善分布式光伏储能发电系统并网性能。以某单电源配电网为例进行仿真分析,对比不同功率损耗常数下节点电压波动、系统功率损耗,验证文中功率损耗模型的正确性与可行性。     

考虑灵活性的交直流混合配电网储能双层规划

多类型分布式电源接入配电网对系统灵活性要求越来越高。基于交直流混合配电网的高灵活性和高可控性,提出了一种考虑灵活性的交直流混合配电网储能双层规划方法。首先,分析系统灵活性需求与灵活性资源运行特性,建立系统灵活性评估指标;然后,采用K-means聚类算法建立配电网中分布式电源和负荷的典型运行场景集合;其次,建立考虑灵活性的交直流混合配电网储能双层规划模型,上层以其年综合成本最小为优化目标,下层以其综合运行成本最少和系统运行灵活性最优为目标,采用非线性化主成分分析法,并结合遗传算法求解规划模型。最后,基于改进IEEE 33节点配网系统验证双层规划模型和储能最优配置方案的合理性与有效性。     

直流配电网分布式光伏并网功率控制策略研究

直流配电网具有线路损耗低、可控性高、适应新能源接入等优点,分布式光伏直接接入直流配电网可以省去大量的DC/AC环节,结构简单且效率更高,与传统的交流输电相比还具有输电损耗低、可控性高等优势,成为未来配电网的发展趋势之一。但与传统的交流配电网不同,直流配电网没有频率和无功功率,电压的稳定性成为衡量直流系统是否可以稳定运行的唯一指标。这里以含分布式光伏和储能系统的直流配电网为研究对象,首先研究了主、从换流站的控制策略,分析研究以交流主网作为功率平衡节点和以储能为功率平衡节点的控制策略及其切换。最后通过建立的仿真模型,验证了该策略的有效性和可行性。     

直流配电网关键技术及展望

直流配电网凭借其与分布式发电及储能系统灵活的接入方式,同时降低设备投资、提高用户电能质量和供电可靠性等独有的优势逐渐引起国内外学者的关注。交直流同线馈送方式的提出在现有输电线的基础上通过直流部分的有功功率和交流配电网盈亏调剂,实现全网的功率平衡;专家PID控制为直直变换的控制方法提出了新思路;部分保护设备可与低压配网中广泛应用的传统保护设备整合。同时对现已开展的典型案例进行分析、预测,总结了国内外针对低压直流配电网的研究状况,详尽地说明了直流配电网技术的可行性、技术难题与应用前景。     

集中光伏电源接入对低压配电网电压的影响

以分布式光伏电源（PV）接入低压配电网后对线路电压产生影响为研究对象,理论分析PV接入配电网的电压损耗模型,提出一种功率分布函数法,并应用于电压损耗建模中。根据电压损耗模型,通过算例研究PV在不同接线方式、系统不同负荷运行方式下对低压配电网电压的影响,结果表明低压母线最大负荷运行方式电压损耗情况优于最小运行方式,PV专线接入配电网方式的电压损耗情况优于T接入接线方式,光伏有功功率接线位置距离台区母线越远,电压损耗问题越明显,这些为光伏电源接入配电网后的有效利用提供参考。     

含分布式能源直流配电网的优化调度

直流配电网对促进分布式可再生能源消纳、解决传统交流配电网发展瓶颈等方面具有巨大优势。基于直流配电网现有讨论和研究,针对含多种分布式能源（distributed energy resource,DER）的直流配电网,讨论其组网方式与系统结构,重点研究适用于接有多种分布式能源的直流配电网的优化调度方法,设计各并网单元运行策略及直流配电网多时段优化调度策略,并建立了综合考虑运行成本、环境效益以及系统损耗的多目标优化调度模型。通过算例的计算和分析,表明所提优化调度方法在促进接入多种分布式能源后直流配电网的优化运行以及接入分布式能源前后配电网优化目标的改善方面具有良好作用,验证了该方法的有效性。     

背靠背柔性直流互联的有源配电网合环优化运行

高可靠性供电和大规模分布式电源友好接入推动了有源配电网采取合环运行方式。为满足合环运行的安全性和经济性要求,实现满额消纳清洁能源,提出了基于背靠背柔性直流的配电网安全合环和潮流优化控制方法。分析了背靠背柔性直流的注入功率模型和控制方式,考虑配电网与主网最优运行的差异,建立了以售电企业综合供电成本最低为目标,以网络潮流、分布式能源出力和柔性直流功率平衡等为约束的配电网合环最优运行模型。基于修改的IEEE 33节点系统,多种运行方式下的仿真算例验证了背靠背柔性直流实现配电网安全合环、环网潮流经济分布和规模化分布式电源满额消纳等目标的可行性和有效性。     

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。     

基于粒子群算法的多电源配电网储能功率配置方法

针对目前设计的多电源配电网储能功率配置方法存在配置灵敏度较低、功率损耗大等问题,提出一种基于粒子群算法的多电源配电网储能功率配置方法。对配电网储能功率进行优化布置,得出了配电网网损灵敏度标准差,通过网损灵敏度标准差确定各路径接入储能的顺序,对配电网储能功率进行了容量优化;利用粒子群算法对储能的有功功率和无功功率进行优化,得到了配电网储能功率的最优配置容量。实验结果表明,所提方法优于其他方法,能够有效降低多电源配电网的网损、减少路径电流的波动,该方法具有很好的有效性和可靠性。     

网格式中压直流配电网潮流计算与稳态 功率分布特性研究

中压直流配电网作为连接各种类型分布式能源、负荷与主网的平台,能高效地发挥分布式电源的价值与效益。针对大量分布式能源接入的特点,提出网格式中压直流配电网拓扑方案,构建了网状结构直流配电网等值网络和节点功率、节点电压和线路网络损耗模型,提出了直流配电网潮流计算的约束条件、控制策略和功率分布算法。以网损和电压不平衡度为衡量指标,计算了不同分布式电源渗透率下的网损、电压分布,评价了网格式直流配电网接纳分布式电源的能力。仿真结果表明,电压分布不均衡度与网络损耗具有较大的相关性,且网格式结构网络接纳分布式能源的能力优于辐射型和环网结构的配网。     

倒送功率约束下的分布式电源最大接入容量分析

分布式电源(DG)接入配电网后,低电压等级电网可能倒送功率至高电压等级电网,对电网造成不利影响。在各种影响因素中,倒送功率限制是影响DG接入电网的主要因素。从倒送功率约束的角度出发,结合节点电压及潮流约束,建立了以DG接入容量最大为目标的数学模型,给出了最大接入容量的计算方法,并分析了DG的接入对配电网有功网损的影响。考虑节假日对负荷的影响,给出了调整倒送功率约束以增大DG接入容量的建议。以一个33节点的10 kV配电网接入分布式光伏电源为例,验证了所提方法的可行性。     

低压直流配电技术分析及存在的问题

随着电力电子技术的成熟与发展,电力电子器件不断应用于电力输电系统。低压直流配电技术成为电力系统配电网络一个新的课题。对低压直流配电的特点及其核心技术换流器进行理论分析,并依据分析结果提出了低压直流配电存在的技术问题。分析表明直流配电可以提高电能传输能力,降低传输损耗,同时还有一些技术方面的问题有待解决。     

交直流配电网接纳分布式电源的实时仿真研究

含多种分布式电源的交直流混合配电网是未来智能配电网的架构特点。首先,建立了含两个区域的交直流混合配电基本架构,并根据各种分布式电源的容量和发电特性,将光伏电源、直驱风机、双馈风机和储能装置接入配电网的合适区域。然后,详细分析了交直流接口换流器的数学模型及其几种典型控制策略。最后,利用变流器控制方式和运行策略的多样性,对上述交直流混合配电网进行了均衡馈线出力、不间断供电和能量调度实时仿真实验。仿真结果验证了该配电网系统架构在接纳多种分布式电源方面的技术优势。     

基于负荷等效电导迭代的直流配电网潮流算法

分布式电源并网技术需求加快了直流配电网的发展。该文针对低容量多电源的直流配电网潮流计算问题,通过重新定义直流配电网的节点类型,提出了一种负荷等效电导的迭代思想。该方法结合节点电压迭代法,可以快速求解直流配电网的网络潮流。使用该方法对目前常见的"手拉手"直流配电网拓扑进行计算,反推验证了其合理性和有效性。算例结果表明,该方法的收敛速度前期较快,后期逐渐收敛到真值附近;对于潮流计算精度要求较低的系统,可以采用前3步的迭代结果作为其潮流值,不但可以快速求解,还可以得到理想的计算值。     

基于SCADA技术的低压配网控制系统研究

为了解决低压配网用户安全用电及负荷调节控制难的问题,针对低压用户安全保障及负荷调节控制系统的体系架构、拓扑结构、技术需求展开研究,提出并建设了一套低压配网含所有低压开关数据采集与监视控制(SCADA)的系统。该系统可实现低压用户用电信息共享,保障客户用电安全,防止低压配网异常影响高一级别电网的稳定运行。该研究成果在西江某地区得到了成功应用,不仅提升了当地低压配网的智能化、自动化水平,还为其他地区未来配网建设规划提供了一定的理论依据。     

柔性直流配电网在深圳电网的应用研究

为解决深圳市配电网所面临的线路扩容、电能质量治理、分布式电源并网发电以及直流负荷用电需求增大等问题,分析了柔性直流配电技术的优势特点和解决深圳配网上述问题的可行性与有效性,并针对深圳宝龙工业城交流配网现状,分布式电源、负荷和储能的实际情况,设计了柔性直流配网示范工程的拓扑网架和运行方式。最后对柔性直流配网技术领域有待进一步解决的问题和未来发展方向进行了简要说明。     

考虑分布式光伏电源接入模式的低压配电网不平衡线损计算方法

日益增加的户用光伏发电系统改变了配电网的潮流分布,同时对配电网的线损产生显著影响。为了便于量化分布式光伏电源(distributed photovoltaic generation,DPG)接入三相四线制低压配电网的运行经济性,文章以三相不平衡线损为研究目标,首先建立了适用于低压配电网平衡态和不平衡态的线损计算模型;通过引入DPG接入模式、位置及容量3种要素,建立DPG不同接入模式下的线损变化量模型;以此为基础,提出一种考虑DPG接入模式的有源低压配电网的三相不平衡线损计算方法。在进行计算时,所提方法既可利用实时电流数据,也可利用易采集到的有功电量数据进行计算。最后,以低压配电网的典型参数为例验证了该方法的准确性与可行性,说明此方法可为DPG单相、三相接入低压配电网的线损计算提供参考依据。     

含能源互联微网的主动配电网分层分布式协调控制

目前,天然气网络、热力网络和电力网络在主动配电网中的耦合联系加深,共同为用户提供冷、热、电、气等多种不同形式的能源,但相关的协调控制技术仍不成熟。以电网为核心,和热网、天然气网进行互动优化,首先提出了含电力网络、天然气网络和热力网络的综合建模方法,对各能源子系统多能流的约束条件及运行目标进行了综合优化,实现了多能源协调互补和深度融合。然后,设计了多微网和主动配网之间在稳定运行时的分层分布式协调控制策略,将系统分为主动配电网层、能源互联微网层和元件层的三级控制结构,在元件层提出采用改进后的二级功率优化控制来进行分布式设备之间的协调控制。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真软件,搭建主动配网的仿真平台,含3个能源互联微电网来证明智能调控方法的合理性。     

考虑直流固态断路器通态压降的低压直流配电网最优潮流

在直流固态断路器的实际应用中发现,其通态压降将对低压直流配电网的系统潮流产生不可忽略的影响。因此,文中对考虑直流固态断路器通态压降的低压直流配电网最优潮流(OPF)问题进行研究,建立了只包含连续变量的直流固态断路器稳态模型,从而可以方便地使用现有方法对该问题进行求解。通过RT-Lab仿真实验和对不同电压等级直流配电网的潮流分析可知,对于低压直流配电网而言,直流固态断路器的通态压降不可忽略,否则将导致较大的电压、功率计算误差,严重时将影响系统运行安全。此外,基于RT-Lab仿真平台,分别在考虑和不考虑断路器通态压降的情况下,对低压直流配电网OPF指令的控制效果给予验证。仿真结果表明,在低压直流配电网OPF中,考虑直流固态断路器的通态压降是必要的,并且所得到的指令可较为可靠地控制系统状态使其维持在可行域范围内。