分布式光伏接入配电网继电保护的解决方案

高渗透分布式电源接入配电网导致配电网保护异常复杂,通过对分布式电源并网对配电网故障电流影响的分析,提出一种分工况保护方案。方案利用含分布式光伏配电网在孤岛检测过程中采集到的电压、电流和频率等信号,通过功率守恒的原理,判定并网分布式光伏发电系统是否处于等功率、欠功率或过功率状态;进一步根据并网侧电压和电流突变的大小与光伏阵列侧输出功率、电压和电流进行对比分析,判定是否发生故障以及故障发生区域。该方案对电压、电流、频率等信息精确度要求低,简单可靠,对通信通道和速度要求不高;各种数据在孤岛检测过程中采集,节约了传感器,对配电网而言具有良好的经济性。     

光伏发电及其所处电力系统可靠性评估研究进展

对光伏发电可靠性建模中辐照度模型、环境温度模型、光伏元件的随机停运模型等内容进行综述;对现有光伏发电及其所处电力系统可靠性评估方法及可靠性指标进行总结;综述了光伏发电对配电网及发电系统的影响,指出增加储能装置、风光互补发电、风光储组合运行是提高光伏发电及其所处电力系统可靠性的3种方法;最后对光伏发电及其所处电力系统可靠性评估的未来研究趋势做出展望.     

基于可孤岛概率的微电网可靠性评估

为刻画外部电网故障时微电网孤岛运行的能力,提出微电网可孤岛状态及其发生概率定义,即：不计外部电网对微电网的功率支持及内部分布式电源故障影响,微电网能满足自身负荷需求的状态(可孤岛运行状态)及其发生概率。分析可孤岛运行状态和不可孤岛运行状态下不同故障类型(外部电网、内部配电网元件、分布式电源)对微电网负荷点的影响,推导出2种运行状态下负荷点可靠性参数的解析表达式,结合2种运行状态的发生概率,得到微电网可靠性评估模型。采用RBTS-BUS6算例验证了模型的有效性和实用性,结果表明增大储能电池最大放电功率能有效提高微电网负荷点可靠性。     

光伏电源接入配电网的方向元件新判据

光伏电源的控制策略不同于传统电源,传统方向元件不能正确判断故障方向,可能导致保护装置错误动作.为此,研究了光伏电源在并网控制策略下的故障输出特性,以及光伏电源接入影响下的系统侧电源故障输出特性,得到了配电网发生故障时光伏电源及系统电源输出故障电流的相位特征,以此为基础提出了一种基于正序故障电流和故障前电压相位信息的方向元件新判据,并与传统方向元件进行了比较,得出了光伏电源接入的配电网中方向元件的特性及整定计算方法.结果表明该方向元件判据在配电网不同故障条件下均能保证正确动作,同时避免了传统方向元件易受电压死区及过渡电阻影响的问题.     

聚光和非聚光太阳能光伏电池发电实验比较

本文主要比较了聚光和非聚光条件下太阳能光伏电池的伏安特性以及光伏系统的发电性能。实验结果表明,采用平面镜反射的低倍聚光方式可以增加常规太阳能光伏电池的输出功率．而且能改善光伏发电系统的可靠性,有效增加光伏发电系统的日发电量。     

风储互补微网对配电网可靠性的影响

随着分布式发电技术的不断推广和发展,大量DG(分布式发电)以微网形式接入配电网.文中以风储互补微网为对象,根据互补微网在配电网中的运行方式,采用蒙特卡洛仿真算法,从负荷点和系统两个层面上给出了配电网中常用的几项可靠性指标;在分析了随机电源特点的基础上,建立风储互补微网可靠性评估模型;根据传统配电网可靠性计算结果对风力DG进行选址,在确定储能配置后形成了计划型孤岛范围;提出由于风储微网内负荷和风力DG出力的时变性,在孤岛内有可能发生储能放电过量,从而导致微网解列的二次故障问题.对风储互补微网接入后的配电网的蒙特卡洛可靠性仿真结果表明,风储互补微网能有效提高配电系统的可靠性.     

光伏发电系统孤岛运行状态的故障特性分析

为光伏发电(PV)系统及其相关元件合理地配置保护,研究了接入到380V/50Hz低压配电网的三相PV系统,并使用欧姆定律及对称分量法对其馈线或联络线的不同类型故障进行了理论分析.同时,在PSCAD/EMTDC中搭建了PV系统的实时仿真模型,并对理论分析结果进行了仿真验证.理论分析和仿真结果一致表明:在PV系统孤岛运行时...     

含光伏电站的配电网检修方式研究

根据光伏电源特点及电网接线方式,本文对含分布式电源（光伏电站）的配电网正常检修方式实例进行介绍。研究结果表明,合理配置配电网设备保护,准确预测光伏发电功率,充分利用光伏电源发电容量,能使含光伏电站的配电网系统检修方式更灵活,电网供电可靠性进一步加强。     

谈光伏发电接入系统设计要点

在国民经济的发展中,能源是重要的发展基础。我国能源的消耗占据世界前列,在能源的供给以及形式上存在着很多的问题。对光伏发电资源的开发,对于解决现存的问题以及促进社会经济的可持续发展具有重要的意义。光伏发电将成为未来发展的重点,加强对其的研究具有重要的意义。在进行光伏发电接入系统的设计时,应该根据光伏发电系统规模、接入电网条件和对配电网的影响,合理制定接入配电网方案,对规模小、接入电压等级低的光伏发电系统,应适当简化接入配电网设计。主要阐述了光伏发电的作用和设计原则,并且根据实例阐述了光伏发电接入系统设计方案。     

光伏光照概率性对配电网电压的影响

分布式光伏发电接入配电网后将对配网无功电压特性产生诸多影响.文中建立了基于太阳辐射度Beta分布的分布式光伏发电系统概率模型,考虑太阳辐射度对光伏发电系统出力的影响,模拟了晴天少云、晴朗无云、晴间多云这3种典型天气情况下光伏发电系统的出力变动,得到连续时间断面的概率性光伏出力,依次进行潮流计算,并与恒功率光伏电源模型的潮流计算结果作对比.结合算例仿真,总结分析了光伏并网后对配电网稳态电压分布和电压幅值波动的影响规律,并验证了概率性分布式光伏发电模型相比于传统的恒功率模型更能够反映光伏电源出力的波动性和随机性.     

基于相关性分析的载荷-强度干涉模型

传统载荷-强度干涉模型适用于零件及系统的静态可靠性分析,并且模型中假设载荷与强度是相互独立的.因为当考虑强度退化时,零件的剩余强度是载荷大小及载荷作用次数的函数,所以传统的载荷-强度干涉模型不能用于分析强度退化时零件和系统的可靠性.通过定义次数等效系数和参考载荷,提出考虑载荷和强度相关的载荷-强度干涉模型,用于分析随机载荷作用下强度退化时零件及系统的可靠性.此外,由于承受共同的随机载荷而产生的共因失效对于系统的可靠性分析具有较大影响,因此建立了考虑共因失效的系统可靠度计算模型.最后通过算例证明提出模型的可用性和合理性.     

考虑负荷聚合商的源荷双侧合作协同运行策略

为应对可再生能源出力间歇性对电能供需实时平衡带来的挑战,利用供给侧与需求侧相互配合的运营模式,进而提出考虑负荷聚合商参与的源荷合作博弈优化模型。首先,构建考虑负荷聚合商的源荷合作运行基本框架,以解决源侧可再生能源出力波动性带来的电能供需供应难题。其次,计及源侧发电成本、弃风成本,荷侧需求响应成本,构建源荷双侧支付函数模型;并以源荷合作运行总成本最低为目标函数,以保证各参与主体的运行经济性。再次,基于Shapley值分配法,提出合作运行联盟内源荷双侧的成本分配策略,从而保证合作运行联盟的稳定性。最后利用算例仿真验证所提源荷合作运行策略的可行性与有效性。结果表明：所提策略可减小负荷峰谷差、减少火电机组出力、提高可再生能源消纳量、降低源荷双侧运行成本,对系统的经济环境效益具有积极作用。     

计及源/网不确定性的区域电网有功不平衡度评估

区域电网互联可提高供电可靠性和新能源消纳能力，现有调度研究多关注全网功率平衡和联络线功率优化，忽略区域有功平衡能力。评估区域有功不平衡度，需要考虑长期运行中的不确定性因素，不能基于单个时间断面。计及风/光出力不确定性和电网随机故障，提出区域有功不平衡度指标和评估算法。首先改进K-means算法聚类风光出力场景。其次定义描述区域不平衡度的两个指标：电力不平衡度和供电能力不平衡度。考虑源/网不确定性，采用状态枚举和概率加权方法计算上述指标。将不平衡度指标分别纳入目标函数和约束条件，提出计及不平衡度的发电再调度模型。最后建立目标函数对不平衡度约束的灵敏度模型，估计放宽不平衡度约束对优化目标的影响。结果表明：所提算法以切负荷量增加为代价，可减小区域电网有功不平衡度。在不同出力/故障场景下，各区域综合不平衡度变化趋势基本一致。放松电力不平衡度约束，可减小综合优化目标。     

考虑双重不确定性的天然气压力能出力特性分析

天然气管网余压资源利用是实现双碳目标的关键技术路径之一，压力能出力特性分析是支撑其高效利用的基础，为提高能源利用率和改善天然气管网运行经济性，提出考虑双重不确定性的天然气压力能出力特性分析方法。首先，提出一种并联式天然气管网压力能发电系统架构，并对其出力影响因素进行分析。然后，建立天然气网络模型及其各类负荷需求模型，并基于不确定性理论，构建考虑天然气流量与压力的双重不确定性模型；在此基础上，构建压力能出力?分析数学模型，并提出波动性指标对压力能出力特性进行分析。结果表明：①天然气压力能发电功率随膨胀机入口天然气流量、温度与压力增大而增大；②天然气压力能发电具有典型的时空特性与不确定性；③压力能发电波动性受时间尺度影响，时间尺度越大，波动性越强。     

含分布式电源和电动汽车的配电网可靠性评估

针对目前大规模分布式电源和电动汽车接入配电网后,给配电网可靠性带来一定影响的问题,提出了一种含有分布式电源和电动汽车的新型配电网的可靠性评估方法。首先,考虑到风光出力的不确定性和相关性,选择拟合性最优的Frank-Copula函数,建立了风光联合出力概率模型。其次,分析了电动汽车用户行为特征,提出了基于动态分时电价的电动汽车有序充放电控制策略。最后,基于改进IEEE-RBTS Bus6测试系统的主馈线F4,对系统的可靠性指标进行计算分析,结果表明所提的风光联合出力模型和有序充放电控制策略可以有效降低对配电网可靠性的影响。     

可靠性评估中多重故障算法的研究

针对精确地考虑多重故障的影响遇到的“维数灾”困难 ,提出了基于元件持续时间抽样方法 ,将多重故障评估转换为单重故障评估 ,利用存储系统状态和状态评估结果来减少需要评估的系统状态数 ,既实现了精确评估多重故障的影响 ,计算量增加又不大。在单重故障评估中 ,基于灵敏度分析的负荷控制策略 ,保证任何系统状态下单重故障潮流计算收敛 ,使多重故障能够顺利转换成单重故障计算。通过IEEE- RTS算例计算表明 ,算法是可信和有效的。     

基于电气连通性分析的复杂配电网可靠性评估算法

针对含多级断路器保护和多个备用电源的复杂配电网,提出一种可靠性评估算法。首先建立简化节点网络模型,定义了供电路径和供电路径距离并给出供电路径连通的判定准则。然后根据配电网故障处理过程修改区域节点邻接矩阵,可快速计算供电路径距离并判断电气连通性和节点故障类型。最后计算区域和负荷点的可靠性指标以及系统指标。算法有效计及了各种开关故障和自动开关拒动的影响,计算准确快速易于编程实现。通过IEEE RBTS算例系统验证了该方法的正确性和有效性。     

基于Teager能量算子瞬时能量的贯通式同相自耦变压器牵引供电系统牵引网纵联保护方案

提出一种基于Teager能量算子瞬时能量的贯通式同相AT牵引供电系统牵引网纵联保护方案。牵引变电所出口并联电容与一段接触线构成牵引网边界,通过分析发现该边界对高频信号有很强的衰减所用。利用FEEMD分解提取故障电流高频分量,然后利用Teager能量算子计算故障电流高频分量的瞬时能量,并提取两端瞬时能量最大值。区外故障时,故障电流高频分量瞬时能量最大值较小;区内故障时,该值较大。根据该差异来构造保护动作判据,判别故障位置,决定保护是否动作。基于PSCAD大量仿真实验表明,该保护方案能够准确判别区内、外故障,并且有较好的耐过渡电阻能力。     

一种考虑可靠性指标的最优潮流模型

提出一种考虑可靠性指标的最优潮流模型.该模型能考虑系统中的随机因素,通过z变换法构造电力系统的可靠性指标约束,将该约束添加到经典最优潮流(OPF)模型中共同求解,从而使电力系统的调度或控制能在满足一定的失负荷概率(LOLP)指标的前提下实现最优运行.所提模型是一个典型的非线性规划模型,采用内点算法求解.通过RTS-24系统仿真测试以及随机生产模拟程序分析发现,与经典OPF得到的发电计划相比,考虑可靠性指标后电量不足期望值下降了31.48%,而生产成本仅上升了14.39%.因此,所提模型能使系统的调度综合考虑可靠性和经济性,运行方案更实用.     

考虑配电网故障停电风险和负荷变化的动态网络重构

配电网重构可以改善和提升系统的运行效率,但目前重构方法中较少考虑配电网的可靠性和负荷动态变化.文中针对由配电网支路故障引起的配电网可靠性降低问题,提出了一种考虑配电网支路故障停电风险和负荷变化的动态重构方法,并以支路故障停电风险指标来评价配电网网络结构的优劣,建立了考虑支路故障和负荷变化的配电网分时段动态重构模型,给出了利用量子遗传算法求解所提模型的方法和流程.IEEE 33-节点系统仿真结果表明,采用考虑障停电风险的配电网动态重构方法,在16∶00和17∶45可以明显降低配电网故障停电风险（分别降低13.52千瓦小时/年和13.62千瓦小时/年）,验证了所提出的考虑故障停电风险的配电网动态重构方法的有效性.