两种分布式电站连接策略对网络动态特性的影响

随着电力需求的日益增加,将会有越来越多的分布式电站接入到电力网络中。为了研究不同的分布式电站入网方式对电力网络动态特性的影响,文章采用二阶Kuramoto模型对电网节点进行建模和动力学仿真,分析比较了两种不同的分布式电站的入网方式对电网的同步性能和抗扰性的影响。第一种入网方式是令新增分布式电站分别与原网络负载节点中小度节点相连(称为SDJ方式),第二种是令新增分布式电站分别与原网络负载节点中的大度节点相连(称为LDJ方式)。研究表明,SDJ和LDJ方式均可以有效地提升网络的同步门限,SDJ更能提升网络的同步性能。当分布式电站数量较多时,采用SDJ方式连接的电力网络,其抗扰性更强,受到功率干扰后系统恢复稳定状态的时间更短。此研究可以为我国未来分布式电网的设计和规划提供一定参考。     

分布式电站网络结构及并网研究

分布式电站相互连接,形成分布式电站网络,在分布式电站网络中,也有着不同的组成结构,这些结构就是一个小子网,本文称之为分布式电站子网。本文首先提取分布式电站网络中3种基本的组成结构进行研究,分别为线形结构、环形结构和星形结构;然后对比3种不同结构的分布式电站子网接入IEEE30及IEEE57系统下的网络平均距离及同步能力,发现在3种分布式电站子网中,星形分布式电站子网的中心节点接入电网时,网络平均距离最小且同步能力最好;最后将分布式电站连接为类星形的BA分布式电站网络,并接入电网中进行研究。研究发现:第一,随着分布式电站网络规模的扩大,将分布式电站网络接入电网使得网络平均距离增大,并且对电网的同步能力会产生不利的影响;第二,随着BA分布式电站网络与配电网之间的连边数不断增加,使得网络平均距离减小,并且网络临界耦合强度在不断减小,并最终趋向一个稳定值。     

分布式电站的3种入网方式比较研究

分布式电站的引入增加了电网的复杂性,对电网的稳定性和抗扰性等性能造成不确定性的影响。本文提出分布式电站的3种入网方式,并对3种入网方式下电网的拓扑特性、同步性能和抗扰性能进行比较研究。入网方式1:令新增加分布式电站直接与电网的负载节点相连(称为SC入网方式);入网方式2:在方式1的基础上,邻近分布式电站之间彼此连接(称为LC入网方式);入网方式3:同样在方式1的基础上,邻近分布式电站之间以概率p相连接(称为PC入网方式)。研究表明:3种入网方式中,LC入网方式电网的同步性能和抗扰性能最好,SC入网方式电网的同步性能和抗扰性能最差,PC入网方式电网的同步性能和抗扰性能位于其他2种方式之间。本文研究可为未来智能电网系统的构建提供理论参考。     

基于动力学的电网发电机故障恢复策略研究

当电网中个别发电机出现故障,不能为电网正常供电时,可能会引起其他发电机的超载级联,进而影响整个电网的正常有效运行。本文基于类Kuramoto模型,提出一种根据脆弱度切除负荷节点的发电机故障恢复策略,研究对比了切除脆弱度大的节点和切除脆弱度小的节点对系统恢复后网络性能的影响。研究表明,切除脆弱度小的节点后,剩余子系统的同步临界耦合强度Kc更小、所有节点频偏中的最大频偏绝对值更小、剩余子系统的负荷最小失同步扰动强度更大。因此,当电网中个别发电机出现故障时,利用本文方法能有效排除故障,使电网恢复稳定运行。     

电网发电机功率分配及电网负载不均衡发展研究

本文对电网发电站3种发电机功率分配方案(PE、DC、CC)进行研究。PE分配方式,发电机功率平均分配;DC分配方式,发电机功率按各发电机节点度中心性正比分配;CC分配方式,发电机功率按各发电机节点接近中心性正比分配。本文在IEEE14、IEEE39标准测试网络上进行仿真实验,从电网的同步和稳定性2个方面比较3种方案的优劣。研究结果表明:发电机功率按DC方式分配时,系统同步和稳定性能均最佳;按PE方式分配时,系统同步和稳定性能均最差;按CC方式分配时,系统同步和稳定性能居中。本文还研究了电网负载耗电量不均衡发展对电力系统性能的影响,研究表明:电网中耗电量增长的负载节点越多,耗电量增长越快,电网负载耗电量分布越不均衡,电力系统的同步和稳定性能均下降越快。因此,电网负载耗电量不均衡发展降低电力系统的同步和稳定性能。     

基于改进下垂理论的虚拟同步发电机控制策略

随着风能、太阳能等分布式能源发电技术的迅猛发展,如何保证分布式能源安全友好地接入电网受到广泛关注.传统的下垂控制可以模拟同步发电机(SG)的静态特性,但不具备同步发电机的转子惯性和阻尼特征,导致系统的抗扰动能力较差.虚拟同步发电机(VSG)控制通过引入SG的特性算法,使其更好模拟同步发电机的运行特性,从而改善系统稳定性.本文搭建了下垂控制和VSG控制的仿真模型,通过对比两种控制方法的仿真结果,表明VSG控制较下垂控制更适用于分布式能源并网.     

基于改进虚拟同步机的风储微网综合控制

微电网中负荷变化与风电等分布式电源出力不确定性给整个微网稳定带来很大困难。针对风电出力波动问题,采用虚拟同步发电机控制结合深度强化学习对电池储能系统输出进行控制：首先搭建包含风电、电池储能、负荷、外部电网的微网模型,其次利用深度确定策略梯度算法对虚拟调速器进行设计,结合奖励函数通过反复学习训练生成调速器实现对虚拟同步发电机的改进。最后,在Matlab/Simulink软件中搭建对应的仿真模型,与下垂控制、传统虚拟同步发电机控制进行对比,仿真验证了并网到离网切换场景与孤岛运行场景下,所提出的控制方法对微网频率与电压有良好的稳定效果,可以实现对负荷有功功率与无功功率的快速追踪。     

含分布式电源的配电网启发式孤岛划分方法

分布式电源接入配电网后,孤岛运行可以作为一种新的故障恢复方式,保障重要负荷的供电.本文提出了一种基于距离权重搜索孤岛的启发式孤岛划分方法,以恢复的重要负荷最多为主要目标,充分考虑孤岛安全运行的约束条件,计及不可控负荷的影响,引入距离权重来表征负荷与当前孤岛的距离远近,决定负荷并入孤岛的先后顺序.在先形成仅含分布式电源和相连支路的初始孤岛后,按负荷重要程度,依次并入距离当前孤岛最近的负荷,最后对划分好的孤岛进行安全校验和优化.仿真结果表明了该方法能在配电网发生故障后,动态划分合理的孤岛范围.     

基于越限风险评估的分布式光伏电源接入配电网适应性研究

为合理评价现状配电网对规划分布式光伏电源的适应性,针对分布式光伏电源接入配电网引起的电压和潮流越限问题,讨论了典型接入配电网拓扑和接线模式,并在MATLAB/Simulink环境下建立了含分布式光伏电源模型的IEEE34标准节点配电网络系统.考虑到分布式光伏电源的随机出力扰动和负荷波动给配电网运行带来的风险,建立节点电压越限和支路潮流越限风险评估指标模型,分析了相同节点对不同容量电源的接纳能力,重点讨论了分布式光伏电源接入配电网准入容量.以配电网典型实际参数为例进行仿真实验,仿真结果验证了应用风险评估指标模型评估分布式电源接入配电网适应性的合理性.     

分布式光伏发电接入电网的电能质量研究

从规划角度探究如何提升分布式光伏发电接入后的电网电能质量,阐述了分布式光伏发电的电能特征,分析该类型分布式电源接入方式可能影响电网产生谐波问题,以及对电压、电流产生波动性影响.在分布式光伏发电规划方案过程中,要有针对性地充分考虑电能质量问题、做好负荷预测和设备选型,根据分布式电源总容量原则设计送出方案与配置方案,提高接...     

光伏电站并网发电系统设计的技术方案探讨

分析太阳能光伏并网电站的设计,对选择设备的性能要求,继电保护的配置及并网时对电网造成的影响。集中供电的配电网在接入光伏电源后,可能导致一些负荷节点的电压偏移超标。通常情况下,可通过在中低压配电网络中设置有载调压变压器和电压调节器等调压设备,将负荷节点的电压偏移控制在符合规定的范围内。     

随机扰动下复杂电网级联故障分析

提出一种新的电网级联故障模型,模型中每个电网节点初始负荷是其本身度的函数形式,当某一个节点发生故障时,其负载按照邻居节点度的大小择优重新分配。同时研究电网在随机扰动下发生级联故障时容许系数及其鲁棒性之间的关系,并分别利用华中—川渝电网、上海电网、标准IEEE 57台发电机电网和IEEE14节点电网仿真级联故障。研究结果对保证复杂电网的稳定运行可望提供有价值的参考和新见解。     

海上平台电站自动甩负荷系统改造

海上平台电站安装自动甩负荷系统可以实现单台发电机组故障时卸载相应负荷,从而保证其余发电机组的稳定运行。某平台由于负荷减少拆除一台发电机后,出现4次发电机故障关断,其中3次自动甩负荷失效而导致平台失电。通过对断路器分闸控制回路及自动甩负荷系统排查分析,发现问题在于发电机组出现故障时发电机断路器存在延时分闸的现象,平台负荷不能及时卸载造成剩余发电机组过载停机;经过论证分析,制定改造方案,解决了延时分闸的问题,使自动甩负荷系统能够在发电机组故障时及时甩负荷卸载,保证了平台电网的稳定。     

基于VSG的大规模储能系统功率变换器并网控制策略与稳定性研究

大规模储能的应用能够平抑分布式电源输出功率的波动,提高电网对于分布式电源的消纳性。为提高大规模储能系统并网稳定性,利用传统同步发电机的旋转惯量、阻尼等特性,提出将"虚拟同步机"控制技术运用到储能功率变换器的控制中,实现系统的调压调频和功率控制。该文模拟了同步发电机的机械模型与有功下垂特性,建立了虚拟同步机的功频控制器结构,提出了并网预同步控制策略,实现虚拟同步机和电网的电压幅值与相位的一致,最后通过Matlab仿真验证了控制策略的可行性。     

基于增广拉格朗日交替方向非精确牛顿法配电网电源机会约束分布式控制

传统配电网通过配电线路向下游负荷节点输送电能,但随着新能源的发展,配电网接入了大量分布式电源.通常这些电源通过逆变器与系统连接,如何调整逆变器有功功率和无功功率的输出才能更好地支持配电网运行是一个亟待解决的问题.以节点处潮流测量值为基础以最优化配电网潮流为目标设计了一种针对逆变器的控制策略,该策略的控制变量是分布式电源...     

基于前推回推的微电网潮流

为研究微型电源的投入对整个微电网的电压和网损的影响,采取理论分析和仿真的方法,分析了几种常见微源的特点,并建立了其潮流分析模型,处理PV节点时引入了无功电流补偿法,处理系统的拓补结构时采用了节点分层的办法.研究结果表明:经过改进的前推回推潮流计算方法适应于微电网潮流计算,微电源接入电网时,对系统电压的影响随着其与源节点之间的距离的增大而增大;对系统网损的影响,与其接入电网的位置、电源容量与节点负荷间的相对大小有关.该研究成果对微电网的规划设计有一定的参考价值和指导意义.     

基于PQ曲线的风电并网系统电压稳定性评估

提出一种基于负荷节点PQ曲线的风电并网系统电压稳定性能的评估方法,并且考虑不同负荷特性及风力发电机输出功率特性对电压稳定性的影响.首先,用电力系统仿真软件得到各节点的功率信息,然后依照节点的特性构造出风力发电机不同运行状态下的节点PQ曲线图.计算出节点功率运行点到PQ边界曲线的几何距离及其相对应的概率,由此构造出一种基于PQ曲线的风电并网系统电压稳定性评估指标,并将该指标用于确定系统中的薄弱节点.最后以IEEE30系统数据为算例,应用基于PV曲线的裕度灵敏度法验证本文中所提方法的有效性.为电网的规划和运行部门在进行电力系统电压稳定性评估时提供一种新的途径.     

拟态物理学优化算法在分布式电源选址定容中的应用

分布式电源接入点位置和容量的大小直接影响电网的安全性和经济性。文中建立了1个使配电网有功损耗最小的分布式电源选址定容优化模型。模型中考虑了电源接入容量和接入点对系统潮流、节点电压、线路负载及网络损耗的影响,并进行了相应的约束,以保证电网的安全稳定运行。采用拟态物理学优化(APO)方法对其求解,将接入容量、接入点、节点电压等拟态为物理学中的个体质量,每个个体根据自己的质量、速度及其他个体的引/(斥)力作用不断调整自己的运动和位置,通过全局最好、最差和自身适应值不断更新其质量,最终整个群体所经历的最好位置即为全局最优解,从而得到分布式电源的最佳接入位置和容量。最后采用标准IEEE-33辐射配电系统进行计算分析,并与粒子群(PSO)算法进行比较。APO算法的有功损耗减少更为显著,其平均电压和最低电压均好于粒子群算法的,验证了所提出的模型和方法是可行和有效的。     

计及电动汽车的综合能源系统概率潮流计算

针对电动汽车充电负荷呈现出的随机性和波动性向综合能源系统注入了大量不确定性问题,通过蒙特卡洛抽样法,建立电动汽车充电负荷概率模型、电/气/热网络和耦合元件模型;考虑了发电机阀点效应、热电联产机组的部分负荷效应以及分布式平衡节点;提出了计及电动汽车不确定性的综合能源系统概率潮流计算方法.研究结果表明:所提出的算法可以求解计及电动汽车充电负荷不确定性的概率潮流.研究结论初步突破了对传统潮流的认识,帮助电网运行人员获取全网的潮流信息.     

储能辅助电网参与调频的控制策略研究

目的 研究储能电站在风光发电情况下保持电力系统稳态的调节原理与方法,并在此基础上设计了一种虚拟同步发电机三级模型用有源支持控制方式辅助火电机组维持电网频率稳定的主动支撑控制策略。方法 利用储能电池快速响应的特性,建立储能系统,对储能换流器的控制进行改进,在传统的控制架构的基础上改进为在电压中加入虚拟阻抗的外环调节器和基于准PR控制器的电流内环控制,深入分析控制策略的原理和同步发电机的对应关系。结果 随着新能源渗透率越来越高,在储能电站并网参与频率调节的情况下,频率波动的次数变少。结论 控制方法可以给新能源发电系统带来一定的惯性和阻尼,从而增强了系统的稳定性,并且证明了储能电站参与电网调频的必要性和可实施性,为储能电站的分布和储能电池的容量配置提供了一定的实际的参考意义。