含高比例分布式光伏的配电网多目标概率规划方法

针对分布式光伏出力不确定性造成的配电网规划成本增加、运行稳定性降低问题,文章提出了一种含高比例分布式光伏的配电网多目标概率规划方法。通过K-means聚类对光伏出力数据进行场景削减,得到典型场景集及其概率模型,基于蒙特卡洛概率潮流生成不确定性场景,模拟分布式光伏实际运行情况。基于所得不确定性场景,建立双层概率规划模型：上层以投资建设成本最小和光伏渗透率最大为目标,对分布式光伏及储能进行选址定容,下层考虑分布式光伏出力的不确定性,以概率潮流下的运维成本、网损成本、购电成本和电压偏差指数最小为目标,对分布式光伏出力以及储能各时段充放电功率进行优化。采用改进的粒子群(particle swarm optimization, PSO)算法对概率规划模型进行求解。采用安徽某地光伏出力作为典型数据,以IEEE 33节点系统为算例开展多场景算例分析,结果表明：与传统规划方法对比,所提方法能够提升光伏渗透率和配电网运行稳定性,并降低综合成本。     

10kW小型光伏发电系统运行特性分析

以10kW并网光伏发电系统为研究对象,对该系统的运行、测试数据进行统计分析,研究了辐照度、温度对光伏发电系统出力影响,功率波动和逆变器谐波等问题,指出小型分布式光伏系统运行中存在的问题,给出了相应建议,并对未来小型分布式光伏技术发展方向作了展望。     

考虑大规模光伏电站接入的电力系统旋转备用需求评估

光伏发电系统出力的随机性与间歇性,使得电力系统的运行风险在大规模光伏电站并网后迅速增加,传统的旋转备用需求评估方法已经不能满足含光伏电站的系统运行要求。文中建立了太阳辐照度和光伏发电系统出力的概率分布模型,并采用拉丁超立方采样模拟光伏发电系统的出力场景;利用基于Huffman树的改进K-means聚类算法对光伏发电系统的出力场景进行有效聚类,在保证光伏发电系统出力分布特性的前提下减少了场景数量;在此基础上,提出了考虑大规模光伏电站接入的电力系统旋转备用需求评估模型,以系统综合运行费用最低为目标,兼顾了运行的经济性和可靠性。基于改进的IEEE-RTS 96系统,对所提模型进行了仿真分析,算例结果验证了模型的合理性和有效性。     

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。     

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。     

光伏发电出力特征提取及区域集群聚合特性

研究光伏电站及其集群聚合的出力特性是实现光伏功率分类建模预测和区域光伏集群划分的前提和基础,对促进区域电网大规模光伏发电的充分消纳具有重要作用。以单个光伏电站与区域光伏发电集群为对象,从光伏发电出力特征提取与区域光伏集群聚合特性分析两个层面开展研究。首先在分析大量光伏发电出力数据基础上,针对单个光伏电站的出力特征,分别提出三个整体性指标来刻画光伏出力曲线的总体形状和两个局部性指标来进一步精细化描述不同时间段的具体出力特点;其次,针对区域集群光伏电站定义了平滑效应系数量化光伏电站集群聚合后的平滑效应,提出了不一致性系数来表征平滑效应的产生机理;然后建立了平滑效应系数与区域电站个数、集群区域直径之间的多项式关系模型;利用云南某地区多个光伏电站大量实测数据的仿真结果表明,不仅提取的特征能较为准确刻画单个光伏电站的出力特点,提出的区域聚合分析模型还可进一步精确量化描述区域光伏集群的整体聚合特性。     

太阳能光伏发电的中长期随机特性分析

掌握光伏发电的随机特性对于含光伏发电的电力系统规划及运行具有重要意义。提出了一种光伏电站出力随机特性的分析方法,将光伏发电出力的确定性因素与不确定因素相分离,首先采用全球太阳辐射强度模型对光伏发电出力的确定性成分建模,同时引入光伏出力遮挡因子的概念对光伏发电出力的不确定性成分建模,从而形成光伏发电出力的完整模型描述。采用实证分析的方法,从概率分布、波动特性等方面研究了光伏出力遮挡因子的随机特性,并分析了光伏出力的空间相关性。     

分布式光伏发电的特性分析与预测方法综述

近年来光伏产业的迅猛发展,分布式光伏大规模推广应用已成为一种趋势。间歇性强的分布式光伏大量接入配电网,给配电网带来了电能质量、谐波等诸多问题,影响了电网的安全稳定运行,分布式光伏发电特性分析与出力预测是有效解决以上问题的重要基础。首先探讨国内外分布式光伏的发展现状;其次,对分布式光伏出力特性、预测方法、预测软件的最新国内外研究进行评述;最后,探讨未来研究的重点内容,以期为我国分布式光伏的推广应用提供建议。     

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。     

含高渗透率光伏发电/蓄电池的电力系统协调优化运行研究

针对含高渗透率光伏发电/蓄电池的电力系统优化运行问题,建立了电力系统协调优化模型。首先建立光伏发电出力模型,通过Wasserstein距离指标对光伏发电出力的连续概率分布进行最优离散计算,提出基于哈夫曼树的变权值K-means聚类算法对全场景进行聚类分析,得到了光伏发电典型出力场景。引入了考虑蓄电池折旧成本影响的蓄电池简化动力电池模型模型。综合考虑燃料成本、启停成本、排污成本及弃光量,以联合发电系统各供能主体的综合运行成本与弃光量最小为目标,建立了含高渗透率光伏发电/蓄电池的电力系统的协调运行优化模型,所提出模型能够最大程度上提高系统对光伏发电的接纳能力以及电力系统运行经济性、可靠性。最后应用提出的模型对一个测试系统进行仿真分析,结果验证了模型的适用性和有效性。     

电网调控实时数据平台体系架构及关键技术研究与应用

一体化运行的互联大电网对现有调度自动化系统实时数据的全局性和实时性等提出了新的挑战,文中提出了电网调控实时数据平台体系架构和建设目标原则。在此基础上,研究了电网模型在线同步、分布式数据汇集与处理、大规模并行状态估计、实时数据统一服务等关键技术,实现了基于模型自动同步免维护下的全网实时数据单点采集、全网共享。研发的电网调控实时数据平台在国分调控中心试点建设,应用结果表明,所提技术方案提高了实时数据汇集的全局性、实时性和运维效率,能够为电网分析决策应用提供全面、实时、准确的全网实时数据和状态估计数据断面。     

考虑外送输电容量限制的梯级水光互补日前鲁棒调峰调度方法

水光联合外送可促进新能源消纳,但光伏出力预测的不确定性会影响水光互补优化调度的经济性和安全性。提出一种考虑外送输电容量限制的梯级水光互补联合发电系统日前鲁棒调度方法。考虑光伏出力不确定性,构建水光互补联合发电系统的日前调峰鲁棒优化调度模型,该模型以最小化受端电网剩余负荷峰谷差为目标,计及梯级水电的上、下游水力耦合约束。采用高效线性化方法对梯级水电运行的非线性模型进行处理,并利用对偶方法实现鲁棒模型的确定性转化。算例仿真结果表明,利用所提方法制定的梯级水电发电计划能充分考虑光伏出力的不确定性,兼顾联合发电系统调峰效果和光伏消纳,实现梯级水电和光伏的互补运行。     

一种计及光伏发电功率不确定性的实时调度方法

大规模光伏发电注入电力系统,其功率的不确定性给实时调度带来了挑战,进而对光伏发电功率和负荷预测的精度提出了更高的要求。针对此问题,文章提出一种计及光伏发电功率不确定性的实时调度方法。首先,基于实时调度的有效稳态安全区域法和线性潮流模型,提出一种计及电压幅值的实时调度模型;其次,通过鲁棒优化等方式将原问题转化为确定性的线性规划问题求解;然后,根据所提方法,分析光伏发电功率和负荷预测精度对于电力系统实时调度安全性和经济性的影响;最后,通过改进IEEE 9节点系统和IEEE 118节点系统进行算例分析,说明所提方法的有效性和高效性。     

考虑分时电价及光热电站参与的多能源虚拟电厂优化调度

针对分布式风电、光伏并网对电网调度运行的影响,利用光热电站(concentrating solar power plant,CSP)出力可调的特点,联合储能电池构建包含风电、光伏、光热及储能电池的多能源虚拟电厂(virtual power plant,VPP).根据光热及储能电池特性,基于分时电价制定运行策略,以各时段...     

考虑高渗透率光伏接入的分布式储能优化配置

针对当前分布式储能的优化配置研究不适合大规模光伏接入的问题,提出了一种考虑规模化分布式光伏出力特性的储能优化配置方法。该方法采用蒙特卡洛模拟法随机模拟不同光伏接入场景,从而得到配电网允许接入的分布式光伏最大装机容量;基于相关土地规划,估算分布式光伏潜在装机容量;针对负荷曲线和光伏出力曲线进行潮流计算,根据电压越限程度确定分布式储能总功率及总电量。以一个低压台区为例,对整个优化配置方法进行了说明,可用于指导未来分布式储能的规划和建设。     

基于空间相关性的分布式光伏实用化功率预测及误差分析

低压接入的分布式光伏容量激增,其出力随机性对调度部门的负荷预测以及电网安全运行带来严峻挑战。提出一种适用于低压接入的分布式光伏功率预测方法,首先基于空间相关性原理为分布式光伏匹配集中式光伏电站作为功率预测参照,通过日发电量数据建立二者的出力关系,推算分布式光伏在运容量;随后利用参照电站的功率预测值对分布式光伏的功率预测进行初步推算;定义分布式光伏容量折算系数,详细推导出该方法的3类误差来源,提出一种基于分时电量比的误差修正策略。以张家口地区分布式光伏为例,验证了修正后的功率预测方法具有较好的预测精度。     

考虑新能源消纳和网损的分布式光伏集群出力评估方法

为解决配网中分布式光伏渗透率持续升高引起的网损增加、功率倒送、电压越限等问题,在对分布式光伏进行集群划分的基础上,提出了一种综合考虑新能源消纳和网损的分布式光伏集群出力评估方法。首先,以基于电气距离的模块度指标和有功平衡度指标作为综合划分指标,利用遗传算法对配网中的分布式光伏进行集群划分;然后,在集群划分结果的基础上,考虑储能的调节作用及网络安全稳定约束,以包含网损成本和弃光成本的配电系统经济成本最低为优化目标,提出了分布式光伏集群出力评估方法;最后,通过在扬州某地实际41节点系统上进行仿真分析,证明了所提评估方法的可行性和有效性,所提评估方法可以根据调度中心的需求提供分布式光伏集群出力评估数据。     

考虑新能源消纳和网损的分布式光伏集群出力评估方法

为解决配网中分布式光伏渗透率持续升高引起的网损增加、功率倒送、电压越限等问题,在对分布式光伏进行集群划分的基础上,提出了一种综合考虑新能源消纳和网损的分布式光伏集群出力评估方法。首先,以基于电气距离的模块度指标和有功平衡度指标作为综合划分指标,利用遗传算法对配网中的分布式光伏进行集群划分;然后,在集群划分结果的基础上,考虑储能的调节作用及网络安全稳定约束,以包含网损成本和弃光成本的配电系统经济成本最低为优化目标,提出了分布式光伏集群出力评估方法;最后,通过在扬州某地实际41节点系统上进行仿真分析,证明了所提评估方法的可行性和有效性,所提评估方法可以根据调度中心的需求提供分布式光伏集群出力评估数据。     

基于场景生成与IGDT的风光-碳捕集-P2G虚拟电厂经济调度

为了有效降低风光出力与负荷预测的不确定性对虚拟电厂调度运行的影响,提出了基于场景生成与信息间隙决策理论（IGDT）的经济调度优化模型。通过Copula函数与非参数核密度估计方法构建风光出力联合分布模型,并利用蒙特卡洛模拟与k-means聚类得到典型场景。利用区间约束对负荷预测的不确定性进行建模,构建不同风险偏好下的调度优化模型。以典型的虚拟电厂系统进行算例分析,验证了所建立模型可以为不确定性影响下的虚拟电厂经济调度问题提供解决方案。     

基于序优化方法的主动配电网调度优化决策

近年来,随着可再生能源发电技术快速发展,电网中可再生能源的渗透率不断提高。主动配电网技术被认为是实现可再生能源高效消纳的一种有效解决方案。主动配电网的调度决策深刻影响着配电网的可靠性与经济性,是主动配电网实现其应用价值的核心技术,因此研究主动配电网的调度优化决策方法具有重要的现实意义。该文针对同时具有分布式光伏、风电以及储能设备的主动配电网,建立了考虑分布式电源特性与电价影响的主动配电网调度优化决策模型,并利用序优化方法进行快速高效求解,得到主动配电网在运行周期内的最优调度策略。最后,利用某实际配电网的算例验证了该文提出的主动配电网调度优化决策方法的有效性。