SNOP的柔性配電網(wǎng)中分布式電源最大準入容量計算

由于化石燃料的有限性,人類越來越重視對風能、太陽能等新能源的開發(fā)和利用。風能和太陽能等分布式發(fā)電(distributedgeneration)近幾年得到了快速發(fā)展和應用。分布式電源大量接入配電網(wǎng)給傳統(tǒng)的繼電保護帶來了不少影響,給傳統(tǒng)的配電網(wǎng)運行、控制和保護帶來了許多影響。文中主要從故障位置和dg的接入容量分析了dg并網(wǎng)后對配電網(wǎng)保護帶來的影響。

配電系統(tǒng)狀態(tài)估計是實現(xiàn)配電網(wǎng)智能調(diào)度的前提,分布式電源的不斷接入是智能電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢,在基于支路電流狀態(tài)估計方法的基礎上研究了分布式電源的接入對弱環(huán)配電網(wǎng)狀態(tài)估計結(jié)果的影響,并在改進的ieee36節(jié)點弱環(huán)系統(tǒng)上進行了仿真。結(jié)果表明,分布式電源的加入,增加了配電網(wǎng)狀態(tài)估計的冗余度,能夠提高整個系統(tǒng)狀態(tài)估計的精度,并且隨著分布式電源對配電網(wǎng)滲透水平的提高,系統(tǒng)狀態(tài)估計的精度也在不斷增加;隨著分布式電源不斷地向根節(jié)點方向滲透,狀態(tài)估計精度在不斷減小。說明分布式電源遠離根節(jié)點接入時,能獲得更好的狀態(tài)估計結(jié)果。

分布式電源(distributedgeneration)的接入改變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的故障特性,同時對傳統(tǒng)配電網(wǎng)的保護帶來巨大的影響。針對含有分布式電源配電網(wǎng)的故障分析與繼電保護問題,文章通過對分布式電源的控制與特性進行研究,提出考慮分布式電源控制特性的配電網(wǎng)故障分析方法,提出含分布式電源的配電網(wǎng)自適應距離保護與基于公共聯(lián)接點計算電壓差值比較的新型縱聯(lián)保護。結(jié)合對分布式電源故障穿越控制與特性的研究,建立分布式電源無功電流計算方程,從而實現(xiàn)配電網(wǎng)自適應距離保護的整定,進行仿真驗證其自適應距離保護的合理性。

根據(jù)配電網(wǎng)節(jié)點邊際容量成本和節(jié)點電壓分布特性,提出了分布式電源(dg)安裝位置的優(yōu)選原則。針對不同類型的dg,分析了其輸出功率的特點,建立了dg在配電網(wǎng)中優(yōu)化配置的數(shù)學模型,以配電系統(tǒng)有功網(wǎng)損最小為目標函數(shù),在此基礎上形成了合適的隨機潮流算法,判斷配置方案是否違反約束,并采用改進遺傳算法對所建模型進行了求解。以18節(jié)點的配電系統(tǒng)為算例,計算了dg的最優(yōu)安裝位置和接入容量,驗證了模型及算法的有效性和實用性。

面對傳統(tǒng)化石能源的枯竭以及人們對于電力需求的安全性能的不斷提高,分布式電源因其獨特的高效性、節(jié)能性等優(yōu)點得到了廣泛的關注以及發(fā)展.本文主要研究了分布式電源對配電網(wǎng)繼電保護的相關影響.同時在本文中利用matlab/simulink搭建了一些仿真模型,利用模型參數(shù)的的設計的變化研究各個參數(shù)對分布式配電網(wǎng)繼電保護方面產(chǎn)生的影響.本文主要對分布式電源在接入配電網(wǎng)絡時的容量的不同以及在網(wǎng)絡中接入位置的不同作為主要的研究要素,并對影響結(jié)果進行了分析,希望能對繼電保護的安裝以及建設中提供參考.

分布式電源大量接入使配電網(wǎng)的規(guī)劃、保護等面臨新的挑戰(zhàn)。首先介紹了分布式電源接入對配電網(wǎng)負荷預測、運行特性及投資收益等影響;其次對含分布式電源配電網(wǎng)規(guī)劃進行分類,詳細闡述了布點規(guī)劃、擴容規(guī)劃的內(nèi)容及特點;接著對含分布式電源配電網(wǎng)規(guī)劃建模方法進行描述;最后對含分布式電源配電網(wǎng)規(guī)劃重要意義進行總結(jié)。

首先,分析了光伏逆變器產(chǎn)生的諧波特點,并根據(jù)不同光伏裝機容量產(chǎn)生的諧波注入電流計算了諧波潮流,建立了諧波評估模型。其次,建立了以節(jié)點電壓和線路傳輸功率等限制因素影響下的最大準入容量計算模型,并結(jié)合諧波評估結(jié)果給出最佳配置模式。最后,通過算例計算,得出了配電網(wǎng)中分布式光伏接入位置對接入容量影響的規(guī)律,并通過計算得出了綜合考慮光伏接入容量和諧波畸變率大小的最佳光伏接入位置。

節(jié)點電價作為重要的價格信號,對量化分布式電源的貢獻和指導配電網(wǎng)的規(guī)劃建設有著重要作用。以光伏為例,從分布式電源提高供電可靠性的角度出發(fā),基于長期增量成本法提出了計及分布式電源的配電網(wǎng)節(jié)點電價計算方法。該方法以初始節(jié)點電價作為孤島劃分原則,并根據(jù)具體用戶類型,采用序貫蒙特卡洛模擬法對負荷點可靠性指標和單位停電損失進行同步求解。針對經(jīng)濟壽命超過物理壽命的情況,對元件投資時間進行了修正,保證投資成本的有效回收。通過rbts-bus6系統(tǒng)算例分析表明,所得節(jié)點電價能夠反映節(jié)點供電可靠性水平以及用戶類型,基于節(jié)點電價的孤島劃分原則更能發(fā)揮分布式電源的作用,減少節(jié)點電價的同時平衡區(qū)域電網(wǎng)發(fā)展。

分布式電源(distributedgeneration,dg)接入配電網(wǎng)會引起保護檢測到的電流發(fā)生變化,從而影響保護范圍。本文以dg接入35kv配網(wǎng)為例,描繪了在線路不同位置發(fā)生三相短路故障時dg接入前后電流對比曲線。利用三段式電流保護約束條件,在不修改原有保護配置的前提下得出了最佳容量比,提出了dg對饋線電流保護的影響與dg的故障位置和接入容量有關。

介紹傳統(tǒng)配電網(wǎng)的繼電保護配置情況,針對分布式電源接入配電網(wǎng)后保護配置存在的問題,分析分布式電源接入對三段式電流保護及自動重合閘的影響,提出適用于含分布式電源配電網(wǎng)的保護配置方案,并說明該方案的應用情況。

我們參照配電網(wǎng)節(jié)點電壓的分布特征以及節(jié)點容量的邊際成本,以此來確定了分布式電源安裝的首選位置。每一種不同類型的分布式電源,它們的輸出功率也各有各自的特點,依據(jù)這樣的特征我們可以建立一個數(shù)學模型來進行分布式電源在配電網(wǎng)當中的配置計算,使得我們選擇的配置方案能夠達到配電系統(tǒng)有功網(wǎng)損最小的目標。以這樣為基本理論,再利用改進遺傳算法來進行計算,從而得到分布式電源的最佳安裝位置,以及最佳的分布式電源接入容量。

為確定分布式電源可接入容量極限,提出了一種考慮短路電流、電壓質(zhì)量指標以及系統(tǒng)潮流等約束的分布式電源準入功率優(yōu)化模型。對分別處于節(jié)點消納、饋線消納和配網(wǎng)消納3種消納模式下分布式電源接入容量與短路電流進行了仿真分析,并采用分布度、分散度和滲透率3個指標來表征分布式電源的接入狀態(tài)。結(jié)合實際配網(wǎng)算例,研究表明:分布式電源對短路電流助增作用有限;可設置合適的開關定值確保配電網(wǎng)傳統(tǒng)故障定位方案仍然可用;限制分布式電源準入功率的關鍵因素是電壓質(zhì)量指標。

引入分布式電源的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復雜,其配電網(wǎng)線損計算具有新的特點,傳統(tǒng)的配電網(wǎng)線損計算方法已不能滿足未來分布式發(fā)電系統(tǒng)的需求。針對含分布式電源的輻射性配電網(wǎng)開展研究,將常見分布式電源節(jié)點劃分為pq節(jié)點、pi節(jié)點、pv節(jié)點和pq(v)節(jié)點幾種類型,根據(jù)各節(jié)點類型的特點,提出了改進前推回推潮流算法,通過33節(jié)點算例計算潮流和線損電壓,與傳統(tǒng)的配電網(wǎng)進行比較,發(fā)現(xiàn)了采用異步電機作為接口的分布式電源會降低系統(tǒng)的電壓水平,而采用其他形式接口的分布式電源對系統(tǒng)電壓具有支撐作用。

本文簡要介紹目前快速發(fā)展的分布式電源類型及類別,通過并網(wǎng)發(fā)電分布式電源接入容量變化,概述其接入對其并網(wǎng)點所在的配電網(wǎng)電壓、負載率、傳輸容量等方面的影響,以便促進配電網(wǎng)安全運行管理。

針對分布式電源出力時序特性與負荷時序特性,研究了風力發(fā)電和光伏發(fā)電在不同的滲透率組合情況下對系統(tǒng)網(wǎng)損的影響及網(wǎng)損最小時的電壓變化規(guī)律。運用前推回代法潮流計算程序?qū)ζ浣尤胼椛錉钆潆娋W(wǎng)前后有功損耗和電壓進行精確計算,并采用系統(tǒng)總網(wǎng)損、電壓改善程度來評價分布式電源對系統(tǒng)網(wǎng)損和電壓的影響程度。通過ieee13節(jié)點系統(tǒng)的仿真試驗,總結(jié)了風力發(fā)電和光伏發(fā)電在不同的滲透率組合情況下對配電網(wǎng)功率損耗的影響,并找出了使網(wǎng)損最小的風力發(fā)電與光伏發(fā)電最優(yōu)安裝容量的比例。

綜合考慮最優(yōu)潮流、配電網(wǎng)重構(gòu)和電容器優(yōu)化投切,建立了計及分布式電源的配電網(wǎng)經(jīng)濟運行模型。鑒于模型的復雜性,采用結(jié)合最優(yōu)潮流和改進蟻群算法的混合優(yōu)化方法進行求解。該方法將最優(yōu)潮流嵌入改進蟻群算法中,利用最優(yōu)潮流求解考慮網(wǎng)絡安全約束的分布式電源優(yōu)化調(diào)度問題,利用改進蟻群算法優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電容器檔位。為了提高蟻群算法的優(yōu)化效率,建立含有局部搜索螞蟻的混合蟻群,平衡蟻群算法的全局和局部搜索能力。通過對16節(jié)點和33節(jié)點的測試系統(tǒng)仿真,表明提出的模型和算法正確有效。

由于分布式發(fā)電裝置的應用,配電網(wǎng)逐漸變?yōu)橛性喘h(huán)網(wǎng),為電力系統(tǒng)安全運作設定了更高標準。文章簡要分析了分布式電源對配電網(wǎng)過電壓產(chǎn)生的影響,通過電磁暫態(tài)仿真軟件對變電站的配電網(wǎng)實行了分析驗證,且對其過電壓水平實行對比研究。試驗結(jié)論反映,分布式電源的種類和容量、負荷能力和參變量對過電壓的作用較大。

分布式電源是隨著新科技發(fā)展起來的一種新興發(fā)電技術,具有節(jié)能、環(huán)保、高效的特點。把分布式電源接入到電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)繼電保護中,可以使電網(wǎng)運行更加安全、可靠,并且還能節(jié)約運行中所耗的電力能源,因此被廣泛應用在電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)繼電保護中。雖然分布式電源用在電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)繼電保護中具有重要的意義,但在實際的應用中,也會對配電網(wǎng)繼電保護產(chǎn)生一些不利影響,例如會影響配電網(wǎng)的電壓波動,影響供電的可靠性等,對于這些問題,我們要采取一些措施,避免接入分布式電源對配電網(wǎng)的電壓、繼電保護造成影響。本文主要分析探討了接入分布式電源的配電網(wǎng)繼電保護。

自第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,全球人口不斷增長,資源也得到發(fā)展,導致了傳統(tǒng)能源的大量使用,資源短缺和環(huán)境污染的問題也越來越嚴重。面對這種情況,各國學者研發(fā)了分布式電源。這種發(fā)電方式可以有效地緩解資源短缺和環(huán)境污染兩種嚴峻的問題。鑒于此,本文將對分布式電源的配電網(wǎng)電能質(zhì)量進行簡單分析,結(jié)果僅供參考。

分布式電源(distributedresources,dr)的接入會對配電網(wǎng)線損產(chǎn)生重要影響,其影響與dr的接入位置、準入容量及功率因數(shù)密切相關?；谳椛錉顔位芈放潆娋W(wǎng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),采用均勻分布恒功率負荷模型,推導出了單個dr接入配電網(wǎng)后線損的減小量與dr接入位置、準入容量、功率因數(shù)之間的數(shù)學關系,給出了dr最優(yōu)配置計算公式;通過仿真分析,總結(jié)了dr接入對配網(wǎng)線損的影響規(guī)律,并將推導公式推廣到多個dr接入配電網(wǎng)的情況。所得的結(jié)論為dr接入配電網(wǎng)的最佳運行方式提供了理論依據(jù),為dr的電網(wǎng)規(guī)劃提供理論指導。

分布式電源是當今科技發(fā)展和提升供電可靠性的研究熱點。本文介紹了傳統(tǒng)配電網(wǎng)保護的工作原理,傳統(tǒng)的配電網(wǎng)一般都是單一電源的輻射型網(wǎng)絡,dg接入后,單輻射網(wǎng)絡變成雙端或多端網(wǎng)絡,配電網(wǎng)中的潮流分布及故障時短路電流的大小和流向會發(fā)生根本性變化,從而給繼電保護的設置和動作值的整定增加一定的難度。本文對分布式電源的接入對傳統(tǒng)的配電網(wǎng)保護的影響作了分析研究,并提出了改進建議。

智能配電網(wǎng)(sdg)的發(fā)展,將允許分布式電源(dg)大量接入。dg的引入改變了配電網(wǎng)饋線系統(tǒng)保護中饋線終端單元(ftu)感受到的故障電流大小及方向,因此sdg要求系統(tǒng)保護的故障處理應更加快速并且能夠準確判別不同方向的故障潮流。提出了基于瞬時功率的保護啟動元件以及故障方向判據(jù),基于瞬時功率的故障特征量計算依據(jù)電壓、電流的瞬時值,運算量小、速度快、實時性好。pscad/emtdc仿真結(jié)果驗證了該類快速算法的可行性和可靠性。