考虑分布式电源“即插即用”的配电网临界条件计算方法

为了给配电网中的分布式电源（distributed generation, DG）等要素实现“即插即用”提供理论依据,从宏观角度出发,建立考虑要素的“即插即用”的智能配电网一、二次协同体系。以DG为例,综合考虑负荷与DG功率变化、电压、线路容量、潮流倒送及DG功率因数等约束,提出一种计算分布式电源“即插即用”临界条件的数学模型,在考虑负荷及DG功率波动性的基础上提出一种临界条件执行策略。进一步通过理论分析,将临界条件模型中的约束条件进行等效化简,得到了一种求解DG“即插即用”临界条件的快速估算方法。以IEEE 33节点算例为例,对所提出的计算方法及简化算法进行对比分析,结果表明,所提的简化算法是可行的,能够实现对DG“即插即用”临界条件的快速估算。     

分布式电源即插即用临界条件在配电线路中的分布规律及快速估算

分布式电源(distributed generation,DG)等即插即用要素接入配电网已成为未来智能电网发展的趋势,为保证其能顺利接入,提出DG即插即用临界条件的概念。综合考虑负荷与DG功率变化、电压、线路容量、潮流倒送及DG功率因数等约束,提出一种计算DG即插即用临界条件的数学模型。通过理论分析,将临界条件模型中的约束条件进行等效化简,推导出DG即插即用临界条件与接入点到母线电气距离的函数关系。在此基础上,提出不同应用场景下DG即插即用临界条件的快速估算方法。以负荷递减分布的23节点算例和修改的IEEE33节点算例为例,针对不同应用场景,分别采用估算方法与数学优化算法进行计算,结果表明所提的估算方法是可行的,在误差允许的范围内能够实现对DG即插即用临界条件的快速估算。     

基于分布式电源即插即用体系结构的研究

分布式电源大量渗入作为未来智能电网的重要的特征,已经成为不可逆转发展趋势,尤其在配电网中,其经济、高效且绿色环保的优点将体现得更加完美。但是分布式电源的大量接入同样对已有的配电网络产生诸多不利影响,导致其难以体现立竿见影的优势,因此,分布式电源的即插即用成为该领域研究的热点。从另外一个角度出发,讨论分布式电源接入配电网侧的即插即用体系结构。通过对即插即用理论的来源、形成以及在分布式电源领域的扩展研究等,提出以     

分布式电源即插即用接入装置的研究及应用

研制光伏发电即插即用一体化装置,该装置安装于分布式光伏发电与电网公共连接点接口处,集逆变装置、计量装置、保护装置、滤波装置、通信模块于一体,采用载波、WIFI等通信方式,实现与智慧家庭网络进行交互,实现发电电量信息、身份认证、电量计费等信息的传输。装置基于非侵入式电力负荷监测与分解技术,在非侵入状态下可以分析得到负荷集群中分布式电源出力的运行情况等信息。     

考虑分布式电源的配电网保护改进方案研究综述EI北大核心CSCD

分布式电源(Distributed Generation,DG)接入配电网后,改变了配电网单端电源供电的网络结构,对原有保护带来很大影响。从分布式电源改变配电网潮流方向、影响短路电流、影响重合闸三个方面进行了详细分析。对含DG的配电网的保护方法,如减少DG对配电网影响、采用其他原理保护和依靠通信网络利用多点信息判断等方法进行研究。提出多代理保护方案,并详细介绍了设计框架、需要考虑的问题、设计评价标准。所提解决措施针对含DG的配电网的保护,通过将基础保护和基于通信机制的多点信息保护的结合,可以克服保护在局部信息不全后原理的缺陷,同时保证保护的可靠性。     

分布式电源即插即用信息交互机制研究

随着分布式电源规模化应用,如何实现其自描述和互操作是即插即用信息交互技术的难点。根据IEC61850通信模型及规约映射,可建立分布式电源即插即用信息交互机制。该交互机制以终端层设备的信息建模与自描述配置为基础,通过对IEC61850及IEC61970/IEC61968拓扑模型的扩展来消除主站与终端模型间的异构问题;由异构模型映射与数据转换模块进行终端IEC61850信息与主站IEC61968消息的交互数据转换,形成主站层与终端层间的信息交互通路;建立由监控主站、配电终端、通信网络三部分组成的即插即用信息交互架构。设计含储能电站的配电网馈线算例,通过一致性测试验证终端自描述配置信息与主站信息交互机制的有效性。     

考虑灵活控制策略及电流限幅的逆变型分布式电源故障模型EI北大核心CSCD

随着分布式电源(distributed generator,DG)的大规模接入以及并网规约对DG低电压穿越能力的要求,分析DG对故障电网的影响成为一个十分重要的问题。为了得到采用恒功率控制模式的逆变型DG在电网故障条件下的故障模型,首先对DG的控制原理进行了简要分析,然后根据瞬时功率理论和DG输出电流的基本约束推导出DG的通用电流参考信号表达式,调节其中的参数即可实现灵活的控制策略,同时保持DG瞬时功率的平均值对功率参考值的跟踪。在通用电流参考信号表达式的基础上,文章进一步提出了在DG电流限幅条件下功率参考值的计算方法,最后通过Simulink仿真验证了所提出的DG故障模型和限流算法的正确性。     

含PQ控制逆变型分布式电源的配电网故障分析方法EI北大核心CSCD

随着逆变型分布式电源(inverter interfaced distributed generation,IIDG)在配电网中的渗透率不断提高,且在新的故障穿越行为要求下,现有的故障分析方法已不再适用。为此,提出一种适应于最新并网规定的含PQ控制IIDG的配电网故障分析方法。该方法首先通过分析IIDG故障电流特性,提出计及控制特性的IIDG压控电流源等值模型;在此基础上,建立了故障下的含IIDG配电网节点电压方程,并针对不同IIDG间相互耦合以及公共连接点(point of common coupling,PCC)故障电压与IIDG故障电流之间存在非线性关系,提出相应的迭代修正求解方法。最后,通过算例仿真计算,验证了所提方法的可行性和有效性。     

含分布式电源的配电网节点电价计算方法北大核心CSCD

节点电价作为重要的价格信号,对量化分布式电源的贡献和指导配电网的规划建设有着重要作用。以光伏为例,从分布式电源提高供电可靠性的角度出发,基于长期增量成本法提出了计及分布式电源的配电网节点电价计算方法。该方法以初始节点电价作为孤岛划分原则,并根据具体用户类型,采用序贯蒙特卡洛模拟法对负荷点可靠性指标和单位停电损失进行同步求解。针对经济寿命超过物理寿命的情况,对元件投资时间进行了修正,保证投资成本的有效回收。通过RBTS-BUS6系统算例分析表明,所得节点电价能够反映节点供电可靠性水平以及用户类型,基于节点电价的孤岛划分原则更能发挥分布式电源的作用,减少节点电价的同时平衡区域电网发展。     

高比例分布式电源接入电网短路电流的拟牛顿迭代计算方法EI北大核心CSCD

分布式电源的接入导致电网的短路电流计算网络方程非线性,不可避免会运用数值迭代方法进行计算,目前绝大多数文章采用的算法都是不动点迭代方法,该文研究发现随着分布式电源渗透率的增大,这种不动点迭代方法收敛特性将变差,高比例分布式电源接入电网短路电流计算面临挑战。针对现有短路电流计算方法在处理高比例分布式电源电网时的不足,文中提出了一种计及电网电压约束条件的分布式电源接入电网的新型迭代计算方法。首先分析了目前的不动点迭代计算方法在高比例分布式电源接入电网中收敛特性的理论依据。其次,提出了收敛特性更好的拟牛顿迭代计算方法,分析了其基本原理并给出在电网短路计算中的具体应用方法,接着提出了适应于高比例分布式电源接入电网的计及电压约束条件下的拟牛顿迭代算法,能够保证分布式电源接入节点电压不越限,同时具有良好的收敛特性。最后以IEEE33节点与IEEE118节点电网为例,通过与目前常规的不动点迭代计算方法进行对比分析,验证了该文所提的拟牛顿迭代计算方法具有更好的迭代收敛特性。     

基于不同商业运营模式的分布式电源/微电网综合效益评价方法EI北大核心CSCD

鉴于近年来光伏的迅速发展,以及分布式电源及微电网项目面临的成本及运营问题,建立基于不同分布式电源/微电网并网方式和不同商业运营模式的项目综合效益评价模型,提出分布式发电/微电网项目的综合效益分析流程图,并进行实际工程的算例分析。该方法弥补了分布式发电经济性分析较为粗犷的缺点,考虑全寿命周期内项目的收益和成本,综合考虑复杂电价体系下采用不同运营主体的收益,以及初始投资、运行维护、投资回收期等成本因素对分布式发电项目经济性的影响,并优选出最优的运营模式。实证分析结果表明,该方法在分布式发电项目经济性评价中是有效的且准确的。结果表明采用由分布式发电商进行电源投资,由电网企业负责用户配电网或微电网的运行、维护和售电的运营模式是盈利水平最高的运营模式。     

特约主编寄语EI北大核心CSCD

2015年7月13日,国家能源局出台《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》,指出新能源微电网代表了未来能源发展趋势,是电网配售侧向社会主体放开的一种具体方式,符合电力体制改革的方向,可为新能源创造巨大发展空间。同日,国家能源局印发《配电网建设改造行动计划（2015—2020年）的通知》,明确提出应大幅提升配电网接纳新能源、分布式电源及多元负荷的能力,有序建设主动配电网、     

分布式电源对配电网谐波分布影响的研究

分布式电源在经济、环保、电力安全性、可靠性和满足用户的多样化需求等方面都有较大优势,因此受到了广泛的重视和应用。随着分布式电源越来越多地引入配电网系统,它会对电力系统产生一系列的影响,其中对配电网谐波分析的影响近年来逐渐成为电力行业中能源利用领域所关注的主要问题之一。对线性模型分布式电源、非线性模型分布式电源分别在理想配电网系统中进行了理论推导,得出了分布式电源对谐波分析影响的相关结论,并在实际多节点链式配电网算例中,对谐波分析的影响进行了仿真分析,以验证理论推导的正确性。     

含分布式电源的配网无功优化混合算法北大核心CSCD

针对多机电为了保证分布式电源并网后配电网的电压控制在一个合理的水平,同时解决以设备安装容量作为无功上/下限约束可能造成解搜索空间偏大的问题,文中提出一种基于节点补偿容量动态区间法的含分布式电源的配电网无功电压运行优化混合算法。在种群进化后期,引入模拟退火法、罚因子自适应调整机制及动态灾变算法,以改善算法寻优质量及精度。通过算例分析验证了本文算法的高效性及实用性。     

分布式电源并网后对电压分布影响的研究

分布式电源（DG）接入电网后会对电网的电压分布产生很大影响。如何减少分布式电源并网后给配电网电压带来的影响,已经成为一个亟待解决的问题。使用IEEE33节点配电网络作为算例,应用Simulink软件搭建了仿真模型,通过改变分布式电源的容量以及接入位置来分析其对配电网电压分布的影响。在大量仿真算例与数据的基础上,并经过充分研究,总结出一套切实可行的将分布式电源并网的方案,以及并网应该遵循的一些准则,使配电网的安全性与经济性得到提高,对配电网中分布式电源的接入起到了很好的指导作用。     

微服务在电力交易系统中的应用研究EI北大核心CSCD

电力改革的推进促使电力交易的用户规模不断增长,传统基于单体结构的电力交易系统已经不能满足业务快速变化和系统性能方面的要求。利用微服务技术架构对电力交易系统进行了改造,并通过微服务的实施,将单体结构的系统转换为分布式系统,以增强系统的负载性能和伸缩性;分离服务使系统获得逻辑上的解耦,以便能够快速应对业务模式的变化和更便捷的升级维护。在分析电力交易业务与电力交易系统现状的基础上,提出了较为可行的系统架构设计方案,对关键技术的解决给出说明,并通过实验,验证了采用所提出的技术方案可以使电力交易系统的吞吐量、容错性、可维护性和可扩展性都得到较大的提高。     

DDS在自动需求响应系统中的适用性分析及应用设想EI北大核心CSCD

随着售电市场逐步放开,电力需求响应(demand response,DR)的业务发展倍受关注。随着分布式电源、电动汽车、分散式储能、电热锅炉等大批量分散需求侧资源参与能源互联,复杂的业务时序及差异化业务场景对现有设备/系统的底层数据流QoS (quality of service)提出了新的需求。随着源网荷工程不断深化,对DR资源的控制模式逐步多样化,对底层的承载协议也提出了新的挑战,现有简单的互操作协议适配方式难以满足数据传输的差异化QoS要求。针对上述问题,分析了DDS (data distribution service)技术的特征及其在自动需求响应业务系统中应用的适用性,并结合DDS的技术特性,从系统集成架构、信息交换方式、数据模型适配等方面提出了DDS在自动需求响应系统中的应用设想。     

一种基于三端口变换器的航天器分布式供电系统EI北大核心CSCD

提出一种以三端口变换器(three-port converter,TPC)为基本单元构成的航天器分布式供电系统架构及其功率控制方法。该系统包含多个独立的分布式输入源,分别连接各TPC模块的输入端;而集中式输出母线和储能母线则分别由各TPC模块的储能端和输出端并联连接得到。由于多个输入源之间功率存在差异且单个TPC含有3条功率路径,系统中各条传输路径上的功率难以确定。为了实现每条功率路径可控,提出"在储能装置处于放电状态时平均分配放电电流、在储能装置处于充电状态时按输入功率分配输出端功率"的新型功率控制方法,以保证系统所有工况下均能稳定运行并能够自然切换。实验结果表明了所提出分布式供电系统及其功率控制方法的可行性。     

分布式电源对弱环配电网电压分布影响分析

由于传统前推回代法无法处理含弱环网的配电系统,基于叠加原理的改进型前推回代法对含分布式电源的弱环配电网进行潮流计算。以IEEE33节点配电系统为算例,研究分析接入分布式电源对辐射状配电网和弱环配电网电压分布的不同影响,并总结了分布式电源接入位置,出力大小对弱环配电网电压支撑的程度。     

2019CIGRE成都国际研讨会配电技术报道EI北大核心CSCD

首先介绍了2019 CIGRE成都国际研讨会概况;然后报道了配电网规划和运行,分布式灵活性资源,微电网、光伏和电池储能,直流配电,综合能源系统规划和运行等技术领域或专题的新进展;最后,对主动配电系统规划与运行、交直流混合配电,以及综合能源系统等技术的发展趋势和相关前沿问题进行了展望。