分布式电源接入下配电网电压无功控制效果分析

分布式电源的接入对配电网的运行状况会有很大的影响,尤其是配电网的电压分布以及网络损耗方面。首先给出了分布式电源和负荷的详细模型,通过准确建模真实模拟电网潮流变化情况。然后引入一种基于规则的电压无功控制方法,以加入分布式电源和具体负荷的IEEE13节点典型馈线系统作为仿真算例,通过电压变化曲线和系统消耗功率等指标验证该算法在分布式电源接入情况下的有效性,并分析接入分布式电源的配电网的电压无功连续控制效果。     

考虑电动汽车充电负荷空间分布的系统特性分析

电动汽车充电的便捷、安全是电动汽车产业化的必要保障。电动汽车充电负荷具有一定的随机性和集聚性,充电负荷接入电网的位置和容量不同,势必给电网带来不同的影响。如何适应电动汽车充电负荷的接入成为电网建设规划中面临的重点问题之一。基于现有的电动汽车充电方式的讨论,考虑电动汽车充电负荷随机分布和局部集中分布两种方式,通过仿真计算,详细研究了接入电网的电压和损耗特性,并对关键因素进行了分析。结果显示,接入电网的电压和损耗特性与充电负荷的分布密切相关。最后提出电动汽车充电站点设计和选址依据。     

计及电动汽车充电和负荷波动极限的电力系统静态电压稳定性评估方案

为研究电动汽车接入电网后充电的不确定性和负荷波动特性对电网电压失稳事故的影响,提出了一种综合考虑电动汽车充电特性和负荷波动极限的电网静态电压稳定性评估方案。首先建立了系统中的发电机节点、负荷节点、电动汽车接入节点的注入功率随机化模型,充分考虑电网各元件的随机波动性;基于连续潮流和概率潮流相结合方法搜索系统的电压失稳临界状态,对电网的边界运行状态进行统计分析。文中提出了系统静态电压稳定性的评估指标体系,以确定电压稳定的薄弱区域。该薄弱区域在系统电压失稳状态下通常最先发生电压越限,可作为电网重要监控对象,以便及时采取切负荷措施,避免全网大停电的发生。IEEE 30节点算例分析结果验证了该方案的准确性和有效性。     

基于加权最小二乘分布式电源电力系统状态估计

分布式电源并网后的电网状态估计对于实现系统安全预估和预防控制具有重要意义。本文选取IEEE14,30节点系统为研究对象,运用加权最小二乘状态估计对不同节点位置接入分布式电源和多个节点同时接入分布式电源进行状态估计,分析分布式电源并网前后状态估计结果的差异及分布式电源并网对其的影响。研究发现分布式电源并网能够提高系统的状态估计电压水平,并与接入位置和接入容量有关,同时,分布式电源并网能够减小系统状态估计的网损,接入大负荷节点就近供电时系统网络损耗减小的效果明显,另外,随着接入的容量不断增大,系统网络损耗呈现先减小后增大的趋势。     

动态分时电价机制下的电动汽车充放电调度策略研究

峰谷分时电价下会在基础负荷低时形成新的负荷峰。建立了一个以电动汽车充放电费用最小,电动汽车接入所引起的电网损失最小以及对电压稳定性的影响最小为优化目标的电动汽车充、放电调度数学模型,并通过凸优化算法解决了多变量、多目标和高维优化问题。考虑反复潮流计算的繁琐性,利用网络损耗灵敏度和L-P灵敏度来提升调度效率,并将电压稳定作为约束来保证调度过程中不会出现电压失稳的情况。最后在改进的IEEE33节点配电网系统中进行算例验证,表明本文所提方法可以降低充放电费用,满足用户对经济性的考虑,另外可以降低电动汽车充电负荷对系统的网络损耗和电压稳定的影响。     

基于短路容量裕度的电网运行状态评估方法研究

随着智能电网的发展和大规模清洁能源发电系统接入负荷中心,连锁脱网事故和电网电压水平波动等问题突出,电网安全运行面临着巨大的挑战。电网的运行状态评估,作为电网安全问题的深入扩展,具有重大的研究价值。文中利用系统运行参数,基于短路容量理论提出了负荷节点运行状态的评价方法及指标,即比较负荷节点需求的短路容量与系统和接入电源对该负荷节点提供的总短路容量来快速评估负荷节点的运行状态;该方法考虑了有清洁能源接入的情况,通过对比求得的节点运行状态指标探讨不同类型的电源对电网运行状态的影响,完善了运行状态评估体系,可为运行人员提供决策支持;最后基于IEEE-30节点系统中的仿真结果验证该方法的有效性和优越性。     

基于电压稳定裕度的电网状态脆弱性评估方法研究*

随着智能电网的发展,大规模互联电力系统的形成以及清洁能源发电系统接入负荷中心带来了不确定性因素,更容易发生连锁故障。因此对于该类负荷节点的安全运行问题值得特别关注。电力系统脆弱性一直是智能电网的研究热点课题之一,针对上述问题,提出了一种基于电压稳定裕度的含电源的负荷节点评估模型及指标,即通过比较节点实际的运行电压和临界电压之间的裕度的临界电压指标来评估有电源接入情况下的负荷节点的状态脆弱性,使状态脆弱性体系的评估更加完善。并以未归一化的状态脆弱性指标为基础,建立电网状态脆弱性评估模型,研究电源接入电网的最优接入位置。最后通过IEEE-39节点仿真算例,充分证明了该评价方法的合理性与有效性,从而为电网的合理规划和调度运行提供了理论依据。     

含分布式电源及电动汽车的多代理配电网重构

为缓解分布式电源和电动汽车的接入对配电网电能质量和网络损耗的影响,并谋求配电网重构时电能质量和网络损耗的最优控制,本文提出一种基于JADE开发平台下的多代理控制系统,在配电网重构过程中充分考虑分布式电源和电动汽车对配电网潮流影响。在改进的IEEE-33节点系统中进行了仿真分析。仿真结果与传统局部控制策略相比较,既有效解决了馈线过载和电压越限问题,又优化了配电网电能质量和网络损耗,并具有更强的鲁棒性和可靠性。     

利用电动汽车可调度容量辅助电网调频研究

电动汽车既可作为可控性负荷,也可作为分布式电源,能够为电网提供可调度容量,参与调频等辅助服务。但该可调度容量受用户出行需求及电池损耗等因素的制约,不能无限制地调度。基于此,对电动汽车采取"分散接入,集中控制"的管理模式,首先基于用户出行需求及电池使用寿命等约束,对电动汽车可调度容量进行评估。进而建立了计及可调度容量的电动汽车集中管理器充放电静态频率特性模型,以单区域系统为例模拟了电动汽车参与负荷调频的作用效果。仿真结果表明,利用电动汽车可调度容量辅助电网调频,不仅可以快速有效地减小系统频率偏差,提高电能质量,还能减小传统调频机组的备用容量,进而提高电网经济性。研究电动汽车参与调频的作用效果时,用户需求及电池损耗是不容忽视的影响。     

电动汽车充电对配电网的影响及对策

电动汽车的大规模使用将会对配电网产生直接影响。以某市一条10kV生活线路为对象,考虑了多种渗透率场景,从负荷、电网损耗和电压等几个方面分析了电动汽车充电对配电网的影响。分析结果表明当电动汽车渗透率较高时,车主的无控制充电行为将会对电网造成巨大的压力,而合理的电动汽车接入电网充电将有助于电网的经济运行。提出了电动汽车智能充电方法,该方法可在满足电动汽车充电需求的情况下,根据短期负荷趋势,对各时段可充电功率进行优化,达到平稳负荷、降低电能损耗和提高电压质量的目标。     

电动汽车充电站选址对电压稳定影响的研究

为研究电动汽车充电站选址对电压稳定性的影响,提出一种基于电气介数的分析方法。通过定量分析充电站接入高电气介数和低电气介数节点后系统电压分布的变化,结合基于PV曲线的电压稳定裕度指标探讨了电气介数对系统电压稳定性的影响。研究发现节点的电气介数越大其消纳新增负荷能力越强,增加等量负荷的条件下,电气介数越大的节点承受电压变化的范围更大,系统的电压稳定性越好。仿真结果表明,充电站选址于高介数节点有助于消纳新增的充电负荷,提升全网的负荷水平,维持系统的电压稳定,降低发生电压崩溃的可能。     

电动汽车充电模式对广东电网负荷特性的影响

针对电动汽车的充电行为将影响和改变系统的负荷特性,对电网发展产生影响的问题,分析了不同类型电动汽车的充电行为,重点研究了即插即充、夜间充电、智能充电等充电模式对广东电网负荷特性的影响;定量模拟计算结果表明,合理利用电动汽车充电负荷和储能特性将有助于降低电网最大负荷和峰谷差,提高电网的利用效率.     

基于配电网概率潮流计算的电动汽车充电站规划策略

大规模电动汽车接入会导致配电网潮流分布发生变化,给配电网的运行带来风险。采用半不变量和Gram-Charlier级数计算考虑电动汽车充电负荷的配电网动态概率潮流。根据节点电压和支路潮流的越限严重程度,定义评价充电站对配电系统潮流影响的综合指标,提出了确定充电站最优电气接入点的方法。IEEE33节点配电系统的仿真计算结果表明,采用上述方法选择充电站的电气接入点可以降低配电网节点电压和支路潮流越限的风险,有助于通过充电设施的优化布局对电动汽车的充电行为进行引导和优化。     

基于自适应混沌粒子群算法的分布式电源优化

目前我国是以＂大机组、大电网、高电压＂为主要特征的单一供电系统,这种集中发电、远距离传输、大电网互联的方式虽然有效减少了系统的备用容量以及加强了各网络间的同步,但很难快速追踪远距离的末端负荷变化,负荷峰谷差增大将导致电荒出现,线路距离太远也加大了系统的网损。基于此,本文考虑在配电网中合理接入分布式电源进行优化,为了确定接入位置和容量,本文以分布式电源安装年费用、配电网年有功损耗及分布式电源环境效益为多目标函数;为了避免粒子群算法（PSO）容易陷入局部最优,文中采用计算速度快、收敛可靠的自适应混沌算法（ACPSO）进行计算,设计了基本计算流程;最后采用IEEE14节点系统进行算例分析,接入分布式电源后配电网网损有效降低,且能减少配电网运行总费用,同时证明ACPSO算法在解决分布式电源优化问题上具有一定优越性。     

大容量岸电系统接入电网的影响及优化策略研究

针对大容量岸电系统并网给电网运行带来的负荷波动大、电能质量差等一系列问题,提出了一种经济高效的补偿方案,旨在提高电网运行的稳定性和安全性。通过研究大容量岸电接入后电网的稳定性,包括岸电功率的波动性,对电网无功功率分布的影响以及系统电压、网损、潮流分布的影响等,建立了大容量岸电的出力模型,对船舶负荷接入的配电网运行状态进行了仿真。仿真结果表明,该方案可提高岸电接入系统的安全稳定性和电能质量,为促进岸电的快速发展和绿色港口的建设提供参考。     

Voltage Stability Analysis in Electric Power Systems by Nonlinear Programming

ABSTRACT

Voltage instability phenomena in electric power systems are characterized by a progressive lowering of receiving end voltages beyond their nominal values.Particularly, a voltage collapse occurs at a load node when the active power fed from the load reaches a maximum value. On the basis of this observation a new method for the analysis of the voltage stability in power systems is presented.The suggested approach derives the critical voltage stability conditions for the system through the solution, by non linear programming techniques, of a non linear constrained optimization problem which considers as objective function the active power demand at a prefixed load node and as constraints the active and reactive power balance equations at the system nodes and the practical operating capabilities of generators. The method proves suitable for a rigorous individualization of the factors which affect voltage instability phenomena and can advantageously be used for planning and operation of electric power systems. Two examples are presented to illustrate the validity and the usefulness of the suggested approach.     

一种基于电压静态稳定性的电力系统自复性指标

本文针对电力系统的运行稳定问题,提出了一种综合的系统电压自复性指标。该方法结合了系统潮流方程的降阶雅克比矩阵最小特征值以及L指标,既能考虑到系统整体的电压裕度,又反映节点的电压稳定性,能够在直观、全面地体现系统当前运行状态距离崩溃点的距离的同时,对系统的状态变化进行监测。该评价方法在IEEE30节点系统模型与某实际电网模型进行测试,仿真结果表明该指标能够在系统负荷变化时较好地体现系统运行稳定性的波动。     

基于L指标节点无功注入量快速确定方法研究

随着电网负荷的不断增加,电压稳定性问题日益突出,电网出现电压失稳的可能性也越来越大。为了改善系统电压稳定性,以电压稳定在线监控的简化三指标为基础,分析了无功注入量的变化对电压稳定的影响;根据简化L指标函数的微分基本性质,推导出了一种关于无功优化通用的、规范的解析算法。该方法能快速地计算负荷节点无功注入量,使得电网运行在带相应负荷的最佳稳定状态。通过IEEE-14、IEEE-30、IEEE-57、IEEE-118系统的算例仿真,验证了所述方法对于提高电压稳定性,降低电网崩溃风险的可行性和有效性。