分布式电源监控（精选九篇）
分布式电源监控 篇1
分布式电源(DG)通常指直接接入配电网并且分布在用电负荷附近的小型发电机组。其容量大多在几十千瓦到几十兆瓦之间。
支持分布式电源的大量接入是智能电网[1,2,3,4,5,6,7,8]的重要特征,而且分布式电源具有波动性、间歇性特征,其可控制性、可预测性均低于常规电源。大规模分布式电源接入电力系统将给系统调峰调频、并网控制、运行调度、功率预测、供电质量[9,10]等带来巨大挑战。本文提出了一种分布式电源监控系统[11,12,13,14]的设计方案,目的是通过对分布式电源的监测和协调控制,一方面可实现对分布式电源的有序利用,另一方面可实现配电网的安全、可靠运行。
1 分布式电源监控系统体系结构
分布式电源具有分布区域广、采集点多、信息量大、与配电网和用电负荷耦合性强等特点,信息之间的共享和交互要求较高。因此本文提出的分布式电源监控系统采用分散采集、区域汇集、集中处理和其他应用系统互联的体系结构,确保系统的可靠性、安全性、实用性和扩展性。
分布式电源监控系统主要由分布式电源监控主站、分布式电源远方终端、分布式电源监控子站(可选)和通信系统组成,监控系统体系结构[9,10,11,12]见图1。
其中,分布式电源监控主站是分布式电源监控、管理的中心,主要实现分布式电源数据采集与监控、保护与并网控制等基本功能和远方孤岛检测、调度及协调控制等扩展功能,并可实现与其他相关应用系统互联;分布式电源远方终端安装在分布式电源运行现场的自动化装置,实现监测、保护、控制、计量等功能。根据分布式电源的类型和容量,可配置不同的采集项目。分布式电源监控子站是主站与远方终端的中间层设备,通常用于通信汇集和处理,也可扩展实现区域内的高级应用功能;通信系统是连接分布式电源监控主站、远方终端和监控子站之间实现信息传输的通信网络,在建有配电自动化或用电信息采集系统的地区,可考虑和它们复用通信网络。
2 分布式电源监控系统具体设计
根据分布式电源监控系统的体系结构,监控系统具体设计方案包括主站系统设计、监控子站设计、远方终端设计和通信网络设计。
2.1 分布式电源监控主站设计
分布式电源监控主站应构建在标准、通用的软硬件基础平台上,具备可靠性、可用性、扩展性和安全性,并根据各地区的分布式电源规模、实际需求等情况选择和配置软硬件。分布式电源监控主站应有安全、可靠的供电电源保障。
分布式电源监控主站设计包括主站硬件平台设计和软件平台设计。软硬件平台设计时需要充分考虑分布式电源的接入规模、高级应用功能实现等。硬件平台是软件平台的载体,设计时需要充分考虑硬件配置情况,既需要避免不必要的冗余浪费,也需要有足够的能力充分展示软件功能,图2给出了分布式电源监控系统的硬件架构。
远方终端负责采集分布式电源的实时信息,并将所有信息最终汇集给SCADA前置服务器或GPRS服务器,送达内部数据总线,交给数据库服务器、磁盘阵列、SCADA服务器等处理。工作站是实现高级应用功能的重要人机交互设备。硬件系统同时还考虑了与其他应用系统的互联,支持用户通过Web浏览器访问相关信息,为确保信息安全,Web服务器和内部数据总线之间需要加装单向物理隔离设备。
分布式电源监控主站软件构建在硬件平台上,具体还可以细分为3层,即操作系统层、支撑平台层和应用功能层,图3给出了分布式电源监控系统的软件架构。
操作系统层描述了主站可支撑多种类型的操作系统,包括HP Unix、Linux和Windows等,能够实现跨平台的功能移植及应用,支撑平台层包括实时数据服务、历史数据服务、图形界面服务、通用报表服务等,它们是应用功能所应用的通用模块。应用功能层是主站高级应用功能的集中体现,包括分布式电源SCADA、计量管理、并网管理、孤岛检测等,它们可以充分展示分布式电源监控系统的各项功能。由于采用了分层的软件架构,软件功能划分及实现变得清晰,层与层之间的接口设计更加规范化。
分布式电源监控主站软件功能可分为基本功能和扩展功能。基本功能是完成分布式电源监控必须要有的功能模块,扩展功能是指为了实现更多拓展的功能应用。
基本功能包括数据采集、数据处理、计量管理、控制操作、事件处理、人机交互、保护控制、并网控制等。
扩展功能包括综合数据统计、发电功率预测、计划性孤岛、远程孤岛检测、调度与协调控制、Web浏览功能等。
主站功能的配置原则是在具备基本功能的基础上,根据实际需要合理配置扩展功能。例如在分布式电源各类采集数据(环境数据、模拟量数据、逆变器工作数据及电能量数据)的完整性和准确性满足要求的前提下,可配置数据综合统计的功能;在环境数据(对于光伏电池包括光照强度、光线入射角度等)的采集满足要求的前提下,可配置发电功率预测功能;如在采集点功能配置齐全、与其他应用系统交互信息充分的情况下,以及主站功能成熟应用的基础上,可配置远程孤岛检测、调度及协调控制和Web功能等。
2.2 分布式电源监控子站设计
分布式电源监控子站是为优化系统结构层次、提高信息传输效率、便于通信系统组网而设置的中间层,实现所辖范围内的分布式电源采集信息汇集、处理或分布式电源区域并网管理、通信监视及孤岛检测等功能。
分布式电源监控子站一般根据需要设置在大型居民住宅小区、大型商业区或大型工业区等配电室或监控室。
分布式电源监控子站可采用Atmel、Power PC等嵌入式硬件平台,采用Linux、Vx Works等嵌入式操作系统,便于系统维护和各种应用功能的实现。监控子站功能包括基本功能和扩展功能。基本功能包括通信汇集、转发,子站设备的维护和自诊断;扩展功能包括孤岛检测和分布式电源的并网管理。图4为分布式电源监控子站的架构。
a.通信汇集、处理及转发。负责所辖区域内分布式电源远方终端的数据汇集、处理与转发,兼容多种通信规约,包括DL/T 634或其他国内标准、国际标准。
b.维护及自诊断。应具备当地人机交互接口、远方操作、维护功能,包括程序下装、参数设定、工况显示、系统诊断等功能。应具备自检功能,故障时能传送报警信息,异常自复位功能。
c.分布式电源并网管理。监控子站应实时监测管辖区域内的分布式电源运行状况、区域内的电压/无功分布情况,当区域内的分布式电源请求并网发电时,子站应根据接入的分布式电源特性和接入点电网的电压/无功状况,决定分布式电源并网的最佳时刻,并发出允许并网命令。
d.分布式电源区域孤岛检测。一方面,当管辖的区域内出现故障时,监控子站应能将故障区域内的分布式电源采用主动孤岛的方式,要求分布式电源停止向主网供电。另一方面,当管辖区域内的分布式电源处于孤岛运行状态时,监控子站应能根据储能设备的配备情况,在分布式电源允许孤岛运行的时间内,在恰当的时刻将分布式电源从孤岛系统中断开。
2.3 分布式电源远方终端设计
远方终端用于现场采集各种类型的分布式电源,包括光伏电池、小型风电、生物质发电设备、燃料电池及储能设备等。分布式电源远方终端架构由硬件平台及软件功能组成,如图5所示。
远方终端硬件平台是支撑软件功能的重要基础,由一系列采集和处理单元组成,包括处理器单元、通信单元、开入/开出单元、采样计量单元、电源单元及人机交互单元等,用于实现对分布式电源数据信息的综合采集及监控。
远方终端软件功能包括模拟量、开关量数据采集与处理以及重要数据的采集;双向计量、直流计量以及电能量数据的抄收和远传;响应分布式电源监控主站各种遥控、遥调命令;本地化电压无功控制功能;本地孤岛检测功能;可实现无扰动的同期并网功能;并网点的电能质量监测和分析以及基于多种新算法的并网点继电保护功能等。
2.4 分布式电源监控通信网络设计
分布式电源监控系统通信网络既可采用单一的通信网络,也可以采用混合通信网络。目前常用的通信网络包括光纤专网、配电线载波、无线专网和无线公网等。
a.光纤专网通信方式宜选择以太网无源光网络、工业以太网等光纤以太网技术;
b.中压电力线载波通信方式可选择电缆屏蔽层载波等技术;
c.无线专网通信方式宜选择符合国际标准、多厂家支持的宽带技术;
d.无线公网通信方式宜选择GPRS/CDMA/3G通信技术。
对于需要具备遥控功能的分布式电源区域优先采用专网通信方式;依赖通信实现故障隔离和远程孤岛检测的区域宜采用光纤专网通信方式。
对于专网铺设不方便的区域,可以采用无线公网。采用无线公网通信方式时应符合电力系统相关安全防护和可靠性规定要求。
通常而言,专网的初期建设费用高,后期使用成本低;而公网初期建设费用很低,但后期需要定期支付一定的使用费。因此,在通信网络设计时应充分考虑各方面因素。目前常用的做法是2种网络相互配合,以实现最优的性价比。
3 结语
本文介绍了一种分布式电源监控系统的设计方案,用以指导分布式电源监控系统的规划、设计、建设、改造和运行。
分布式电源系统设计论文 篇2
配电系统的基本单元是馈线。馈线的首端经过高压降压变压器与高压配电网相连接，末端经低压降压变压器与用户相连。我国馈线电压等级大多是10kV，每条馈线上线路成树状分布，以辐射形网络连接若干台配电变压器。馈线的不同位置分布有若干负荷，这些负荷种类繁多，随机性大，要准确地描述比较困难。为方便研究，文章采用静态恒功率模型来表示各节点的负荷。考虑到配电网电压较低，线路长度较短，设定以下假设条件：各节点负荷三相对称，三相线路间不存在互感。然后将所有线路阻抗均折合到系统电压等级，得出馈线模型。分布式电源的接入可以提高系统的整体电压水平，其接入位置与节点电压幅值密忉相关。相同容量的分布式电源接在配电线路的不同位置，对线路的电压分布产生的影响差别很大，接入点越接近线路末端节点对线路电压分布的影响越大，越接近系统母线对线路电压分布的影响越小。因此，在配电网规划及分布式电源接入系统设计时，需要根据分布式电源的性质、容量确定合理的接入点，确定合理的控制方式，只有这样才能改善线路的电压质量，提高供电可靠性。
2分布式电源接入系统
2.1分布式电源的分类
一般可以根据分布式电源的技术类型、所使用的一次能源及和与电力系统的接口技术进行分类。按照技术类型可分为小型燃气轮机、地热发电、水力发电、风力发电、光伏发电、生物质能发电、具有同步或感应发电机的往复式引擎、燃料电池、太阳热发电、微透平等，按照一次能源可分为化石燃料、可再生能源；按照与电力系统的接口可分为直接相联、逆变器相联；按照并网容量分，可分为小型分布式电源和大、中型分布式电源。小型分布式电源主要包括风力发电、光伏发电、燃料电池等；大、中型分布式电源主要包括微型汽轮机、微型燃气轮机、小型水电等。
2.2微网技术简介
微网是一个小型发配电系统，由分布式电源、相关负荷、逆变装置、储能装置和保护、监控装置汇集而成，具有能量管理系统、通讯系统、电气元件保护系统，能够实现自我调节、控制和管理。微网既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。从其内部看，微网是一个个小型的电力系统。从外部看，微网是配电网中的一个可控的、易控的“虚拟”电源或负荷。微网系统如图3所示。
2.3将分布式电源组成不同类型的微网
目前，比较成熟的分布式发电技术主要有风力发电、光伏发电、燃料电池和微型燃气轮机等几种形式。在城镇配电网中，风力发电、燃料电池、光伏发电发电容量远小于配网负荷，对于这些小容量的分布式电源，采用与附近负荷组成微网的形式并入配网系统，通过技术措施使微网内的发电功率小于其负荷消耗的功率，使这些“不可见”的分布式电源完全等效为一个负荷。针对发电出力达到最大、负荷功率最小的工况，根据发电出力与负荷消耗功率的差值及持续时间计算出需要存储的电量，该电量作为储能装置容量的一个约束条件，再考虑其他的约束条件，为微网配置容量合理的储能装置。当出现发电出力大于负荷消耗功率时，将这部分电量存到储能装置中，在负荷功率高于发电出力时，再将这部分电量释放掉。大型的微型燃气轮机多用于需要稳定的热源、冷源的工商企业，以实现热、电、冷三联供，这些企业的负荷稳定，易于预测。微型燃气轮机的发电功率由用户对供热和供冷的要求决定，发电功率也易于预测。这样，以这些微型燃气轮机为分布式电源的微网是可控、易控的。将分布式电源纳入到微电网，并将其分为纯负荷性质的微网和发电、负荷可控的微网两种，有效的解决了分布式电源潮流不可控的难题，给配电网的调度、运行带来的极大的方便。
2.4微电网接入系统方案
纯负荷性质的微网在配网中是一个内部带有电源的负荷，将其接入到配网馈线的中间至末端，可有效地改善配电网电压分布，降低配电网网损。当微网内分布式电源突然故障或者失电时，由配电网对微网内的负荷进行供电，此时配电线路潮流增大，微网内的电压会发生跃变，如电压幅值变化超过用电设备允许值，将会对用电设备造成损坏。针对这种情况，可以利用微网内的储能装置将存储的能量进行逆变，有效地支撑电压，避免产生电压跌落，减少电压波动，有效的保护用电设备。当配电网失电时，微网自动脱网孤岛运行，孤岛的运行方式由微网内部自行控制，对配电网的故障分析、检修、试验不产生影响。对于发电、负荷可控的微网，尤其是容量较大的，在配电网规划及接入系统设计时，需统一考虑中接入位置对配电网电压、继电保护、安全自动装置的影响，需要进行充分的论证，必要时可采用专线接入系统，以确保配电的安全、可靠运行，充分发挥分布式电源的经济效益和社会效益。
3结束语
分布式电源发展有望步入春天 篇3
按照意见，单位和个人自发发电可通过并网卖给国家电网。消息一出，各地的并网申请络绎不绝。陕西省电力公司工作人员透露，该省已受理11户申请，9户属企业法人投资。有专家指出，这不啻是分布式能源发电的一场“革命”，将来中小企业有望实现用电自给自足，电力民间投资和电力清洁化有望迎来新的高潮。
然而，也有专家指出，分布式电源仍存在准入门槛过高，投资收益率不足等问题。尤其是对于普通家庭，很难获得国家电价补贴。业内人士希望，进一步降低分布式电源发展的“高门槛”，让分布式电源真正能“走入寻常百姓家”。
为分布式电源并网开辟“绿色通道”
《意见》对分布式电源的界定，是位于用户附近，所发电能就地利用，以10千伏及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量不超过6兆瓦的发电项目。如能顺利发展光伏、风电、天然气等分布式电源，对优化能源结构、推动节能减排、有效降低电力行业PM2.5污染、促进经济长期平稳较快发展将有着重要的意义。国家电网公司推动分布式光伏发电并网工作后，已受理分布式光伏报装业务119件，发电容量33.8万千瓦。《意见》将为分布式电源并网开辟绿色通道，提供一切优惠条件。建于用户内部场所的分布式电源项目，发电量可以全部上网、全部自用或自发自用余电上网，由用户自行选择，用户不足电量由电网提供。这意味着，普遍用户今后不但能用太阳能、天然气等新能源发电装置给自己家供电，还可以将用不完的电卖给电网。
“这一动作体现了中国将可再生能源发展推进到一个新阶段的决心。”专家指出，通过解决电网接入等关键问题，至今仍被大大忽视的分布式可再生能源发电市场有望成为主流。“分布式能源发电将迎来一场‘革命’。”事实上，“革命”一词此前也曾出现在中共十八大的报告中，这体现了中国在能源生产和消费思维模式上的强烈变化。十八大报告呼吁要“推动能源生产和消费革命”，与“十二五”规划相比，用词发生细微而重大的变化——从“改革”变成了“革命”。
中小企业有望实现用电自给自足
《意见》指出，在价格结算方面，分布式电源并网实行上、下网电量分开结算，电价执行国家相关政策。对分布式光伏发电、风电项目，公司免费提供关口计量装置和发电量计量用电能表，不收取系统备用容量费。
来自全国各地的并网申请络绎不绝。陕西省电力公司工作人员透露，目前正在受理的11户申请中，9户属企业法人投资，2户属居民自然人投资，其中一户为10家农村居民集体申请。全部为屋顶覆设太阳能板。
迈哲华上海投资管理咨询有限公司能源电力总监曹寅表示，对于一些上规模的制造企业而言，自行发电可为其节约大量电费，如果当地有效日照时间充足，1年能达到1500小时的话，是可以盈利的。
一家新能源开发公司准备投资建设总装机6000千瓦的电站，一年可发544.9万千瓦时电，90%以上的电量卖给国家电网。按照0.3974元/千瓦时的陕西省火电上网电价结算，加上国家按照5.5元/瓦的建设标准一次性补贴，5至7年就可收回建设成本。
对此，业内专家也表示，与装机规模较小的家庭相比，企业的回收期将更短。当前不少企业用电价格都在1元左右，比居民用电价格高出一倍。同时，企业建设光伏电站，因为规模较大，采购、施工成本都比家庭低，而且企业白天用电多晚上用电少，与光伏电站的发电规律相吻合。
另外，《意见》提出，将对6兆瓦以下的分布式光伏发电项目免费接入电网，全额收购富余电力。6兆瓦意味着每小时发电6000度，能够满足多数中小企业的用电需求。除此之外，若达到一定的标准，并网还能享受国家的电价补助。以光伏发电来说，享受国家电价补贴的标杆电价为1元/千瓦时，若不享受补贴，电网公司则按0.5元/千瓦时的脱硫煤上网电价收购。因此，中小企业如要加入到分布式发电的行列中，意味着最好不要“单打独斗”，而是与其他经营场所相邻的企业联合起来，扩大装机容量。
居民自建电站18年收回投资
不光企业对申请并网充满热情，北京、天津、山东、安徽、湖北等多地的个人也纷纷提出自发电并网申请。
山东青岛市民徐鹏飞自建的“屋顶光伏发电”是中国首个家庭光伏“电站”。截至今年2月25日，徐鹏飞的个人电站已经发电335千瓦时，其中上网212千瓦时，自用123千瓦时。
徐鹏飞介绍，青岛供电公司接收他的并网申请后，派人现场勘查了他的楼顶及光伏设备将要安装的地点。由于其设备安装在所住楼房的楼顶，属于公共面积，申请人需要提供一系列证明。
找20户邻居签字同意，占去了徐鹏飞差不多3个多星期的时间。购买逆变器、光伏板，制作水泥墩、三角支架，提交申请，只用了不到20天，徐鹏飞的电站就并入了山东电网。
徐鹏飞从事逆变器生意，太阳能电池板组件、电缆、用电器、接头、开关等，都是向同行以优惠价格购买的，逆变器是成本价，都省了不少钱。算下来，总共投资2万多元。“如果按照市场价格建这样一个发电系统，造价大约在3万元以上。”
徐鹏飞的发电系统设计寿命为25年。每年总发电量2600千瓦时。在没有获得1元/千瓦时补贴电价的情况下，他只能以每千瓦时电0.4469元的价格卖电，收益约1206.6元。2万多元的投资，大约需要18年收回。
有专家表示，对于普通居民而言，其实居民用电价格还是相对比较便宜的，光从性价比上来看，花钱建设这种项目没有太大必要。
分布式电源发展仍存在“门槛”
虽然并网的难题解决了，但分布式电源仍面临不少“高门槛”。比如上述的享受补贴电价是有核准“门槛”的。若要享受国家电价补助，须经国家发改委核准，“仅提供各项申请报告的成本，全下来可能需要近50万元。”一位分布式光伏发电项目的业主说，普通家庭显然无法承受这样的负担。
国家电网新闻发言人张正陵说，目前的补贴政策适用于大业主、大项目，需要上报中央部门才能拿到补贴，希望国家尽快明确鼓励分布式电源的补贴措施。有专家建议，可将6兆瓦以下分布式电源项目的核准改为备案制，并按发电量进行补贴，鼓励自发自用。
此外，分布式电源项目还有成本“门槛”。厦门大学中国能源经济研究中心主任林伯强介绍，分布式电源的发电成本肯定要比大电厂高出许多。“目前看，国内做微型分布式电源的业主几乎都是发烧友，因为投资回报太慢。”
目前我国居民电价较低，普通居民建设分布式电源上网项目并不划算。而各地工业用电价格普遍超过1元/千瓦时，按照自发自用模式，反倒可以节约不少电费。有人预测，国内的分布式电源市场可能会从经济园区等工业领域开始起步。
“分布式电源可减少长距离输电，减轻国家电网的负担”，中国国家发改委能源研究所研究员、中国能源研究会副理事长周大地指出，尽管如此，分布式电源形成重大影响还有待时日。
周大地说，小型的分布式电源往往发的电自己都不够用，要有余电卖给国家电网还有一个过程。“分布式电源成本高，除非愿意做的人经济富裕，不在乎产出，否则短时间内很难取得收益”。
对给予分布式电源国家补贴的呼声，周大地则持谨慎的态度。他指出，如果盲目提高上网电价，可能导致一些电站发电不为自用只为赚取高电价。“这对国家电网来说相当于绕了个大圈，需要仔细斟酌。”
分布式电源并网的潮流计算 篇4
分布式电源(DG)是指功率为数千瓦至50 MW小型模块式的、与环境兼容的独立电源。目前应用广泛的分布式发电系统主要有风力发电系统、光伏电池、燃料电池和微型燃气轮机等[1~3]。
DG并网对配电系统的电压分布和网损都有重要影响,潮流计算是对其影响进行量化分析的主要手段。对DG并网的潮流计算的研究主要包括DG模型的建立和算法的改进两方面。文献[4]提出将同步电机和感应电机近似看成PQ节点,并采用Zbus高斯法求解带分布式电源的配电网潮流问题。但有些DG不适合当作PQ节点,而且如果系统中有PV节点,算法的收敛性会受到影响。文献[5]把DG等值成为一个内部电源点加一个电源终端节点,其中内部节点可等值成PV节点,电源终端节点可等值成注入量为0的PQ节点。在进行潮流计算时采用了牛顿拉夫逊法,但针对的DG类型单一,而且牛顿拉夫逊法对于电压初值非常敏感,用于配电网潮流计算会导致收敛性变差,另外在配电网中具有较大的R/X值,故雅可比矩阵不能实现解耦。文献[6]采用前推回代算法仅实现了考虑风力发电的配电网潮流计算,而没有考虑其它类型的DG。
本文分析了常见的几种DG各自在潮流计算中的模型,采用面向支路网损的前推回代法,但其处理PV节点的能力较差,提出了注入无功补偿法,通过算例分析对提出的方法进行了大量验证,表明该方法适合DG并入配电网的潮流计算,并给出系统网损。最后分析DG并网对系统电压和网损的影响。
1 DG在潮流计算中的模型
配电网一般包含平衡节点和PQ节点。变电站出口节点通常视为平衡节点,其它节点都视为PQ节点。而随着各种DG并入配电网,系统中将出现新的节点类型。由于DG通常不参与系统的频率调节,所以可认为其在恒定的有功功率模式下运行,至于无功功率和电压则需要根据具体情况分析。
1.1 风力发电
风力发电使用的风机一般采用异步发电机,其本身不产生无功而是从电网吸收无功,为了减少网络损耗,一般在机端并联电容器组来补偿无功,并通过电容器组的自动分组投切,保证风机的功率因数符合要求。
在潮流计算中认为风机输出的有功是给定值,则从电网吸收的无功[7]为:
式中:X1为定子漏抗与转子漏抗之和,Xm为激磁电抗。
通过并联电容器组补偿后,一般要求功率因数达到0.9以上,即cosϕ>0.9且ϕ<0,则要求注入的无功为:
那么,需要并联电容器的组数为:
考虑并联电容器组输出无功与电压幅值有关,风机从电网吸收的实际无功为:
式中:Qc为每组电容器发出的无功。
在潮流计算中,对于风力发电机,根据每次迭代得到的电压幅值由式(1)计算出其吸收的无功,再结合要求的功率因数由式(2)、(3)求出并联电容器的组数,最后由式(4)得到实际吸收的无功,这样就可以在下次迭代时,把其转换成PQ节点。
1.2 光伏电池
光伏电池并网可始终在功率因数为1的情况下运行[8],但也可以通过控制逆变器,在损失一部分有功功率的情况下,对配电网进行无功补偿,使电网更加稳定经济地运行。这样,光伏电池可以用限定输出的逆变器来建模。逆变器又分为电流控制型和电压控制型。对于电流控制型,其输出的有功和注入配电网的电流是恒定的,而注入的无功[9]为:
式中:I为注入电网的恒定电流,P为输出的恒定有功,e、f分别为DG并网处电压的实部和虚部。在潮流计算中,根据每次迭代得到的电压的实部和虚部由式(5)计算出其注入的无功,然后在下次迭代时,把其转换成PQ节点。
若为电压控制型,则为输出的有功和电压恒定的PV节点。当注入的电流达到边界值后转化为电流控制型来处理。
1.3 燃料电池[10,11]
燃料电池输出的电流为直流,与配电网联结时需要通过逆变器控制并转化为交流。燃料电池输入电网的有功及无功为:
式中:X为联结燃料电池和电网的线路阻抗,Us为系统母线电压,通过逆变器的控制参量m、δ来控制有功和无功的输出,因此燃料电池可处理成PV节点。但逆变器无功输出是有上限的,当出现无功越限,则转化为PQ节点来处理。
1.4 微型燃气轮机[12]
微型燃气轮机发出高频交流电需要通过电力电子元件转换成工频交流电输入电网。它的工作原理与普通同步发电机类似,拥有调速系统和励磁系统,调速系统根据负荷水平调整有功输出,励磁系统和电力电子装置保持微型燃气轮机的电压输出为恒定值,因此微型燃气轮机在潮流计算中可当作一个PV节点。潮流计算过程中,若出现无功或电压越界,将节点不断在PQ节点和PV节点间转换。
2 算法研究
前推回代法具有易编程、计算效率高,且随着网络复杂程度的增加计算速度降低不多,收敛特性好等优点,是性能优异的配电网潮流算法。
但前推回代法处理PV节点的能力较差,因此,对于被处理为PV节点模型的DG,本文将其等效为一个大小为-(P+j0)的负荷和注入一个大小为0+j Q的功率[13]。因为DG输出的有功功率在潮流计算中可以认为是给定值,处理PV节点的关键就转换成求注入无功的大小。
PV节点的注入无功可以通过一个简化的节点导纳矩阵来计算。设系统中共有N+1个节点,其中1~n为PV节点,则系统的节点方程为:
假设根节点所联接的大系统是理想的(电压恒定和内阻可忽略),故认为根节点通过可忽略的阻抗联结到参考节点,因此根节点不包含在式(7)中。各节点负荷表示成并联的恒定导纳,包含在式(7)中。没有注入功率或电流的节点(n+1~N节点)可消去。
当消去第N个节点时,有:
以此类推,可得简化的网络节点方程:
由于网络是线性的,式(8)也可用变量来表示:
配电网节点电压的标幺值接近1.0,相角很小,而且在PV节点处,只注入无功,因此有:
将式(10)代入式(9),可得:
矩阵M为简化的节点导纳矩阵Y′的虚部。每次迭代后,都用得到的电压幅值偏差和式(11)对PV节点的注入无功进行修正。注入无功为:
式中:k是迭代数。
3 算例分析
本文采用图1所示的33节点配电系统进行分析。节点编号如图1所示(0为平衡节点),支路编号与该支路的受端节点号一致。基准功率为100 MW,电压为10 k V,根节点电压标幺值为1.05。计算精度为ε=10-4。
为保证整个配电网络是严格吸收型的受端网络,假定负荷总量总是大于DG的总容量。表1是配电网中PV节点个数的增加对算法迭代次数的影响,从中可见,随着PV节点的增多,迭代次数并没有明显增加,表明本文提出的算法处理PV节点是有效的。
3.1 多种DG并网对系统电压和网损的影响
表2为4种方案下,节点的电压幅值和网损。其中,方案1为没有DG并网;方案2为风力发电在节点25处并网,方案3为在方案2的基础上在节点8处有一通过电流控制型逆变器并网的光伏发电系统,方案4为在方案3的基础上,在节点30处并入微型燃气轮机。
从表2可见,微型燃气轮机对系统电压支撑能力最强,网损最小;其次为通过电流控制型逆变器并网的光伏发电系统;风力发电通过在机端并联电容器组进行无功补偿后,对系统电压也有一定支撑能力,网损也有所减小。
3.2 DG在不同位置并网对系统电压和网损的影响
表3为风力发电系统分别在节点3、18、30处并网时,节点的电压幅值和网损。
从表3可见,风力发电系统在节点30处并网对电压的支撑能力最大,其次为在节点18处,最次为节点3处,表明DG并网位置离根节点越远对系统电压的支撑作用越大。对于系统网损,风力发电系统在节点3处并网,网损较大,而在节点18和节点30处并网,网损相等,都较小。经分析,发现DG在节点30处并网,引起了系统潮流倒流,虽然系统的总网损有所减少,但是某些支路上的损耗增加了。故DG并网对系统网损的影响不仅与DG并网的位置有关,还与DG容量与负荷的相对大小有关。
4 结论
分析了常见的几种分布式电源各自在潮流计算中的模型后,在前推回代法的基础上,提出了注入无功补偿法,将其用在33节点配电系统中进行大量测试,得到如下结论:
(1)风力发电机一般采用异步发电机,其P恒定、Q随U变化,以及通过电流控制型逆变器并网的光伏发电系统,其P恒定、I恒定,它们在每次迭代时都可以处理成PQ节点。通过电压控制型逆变器并网的光伏发电系统,燃料电池以及微型燃气轮机都可以处理成PV节点。
(2)在前推回代法中引入注入无功补偿法,能够有效处理PV节点,适合计算多种类型的DG并网的潮流计算。
(3)微型燃气轮机对系统电压支撑能力最强,网损最小;其次为通过电流控制型逆变器并网的光伏发电系统;风力发电通过在机端并联电容器组进行无功补偿后,对系统电压也有一定支撑能力,网损也有所减小。并且DG并网位置离根节点越远对系统电压的支撑作用越大。而DG并网对系统网损的影响不仅与DG并网的位置有关,还与DG容量与负荷的相对大小有关。
摘要：分布式电源DG(distributed generation)并网对配电系统的电压和网损有着重要影响。分析了常见的几种DG,提出了它们各自在潮流计算中的模型以及处理方法,并采用前推回代法来计算有DG并网的配电系统的潮流。考虑到前推回代法处理PV节点的能力较差,引入了注入无功补偿法,该方法适合DG并入配电系统的潮流计算。然后,通过在33节点配电系统中进行大量测试,表明该方法是可行的。最后分析DG并网对系统电压和网损的影响。
分布式电源对电网的影响 篇5
一是安全性不足。传统电力系统采用“大电组, 大机组”的供电方式, 在大电网供电系统中如果电网中任意一点出现了故障, 那么整个电网都会因为这个点故障而面临瘫痪的可能。二是鉴于我国面积宽广, 电网所覆盖的区域大, 气候不同, 传统的供电模式必然导致电网铺设成本大, 偏远地方无法覆盖。三是火电是我国长期供电系统的主要力量, 随着能源紧张、环境恶劣, 人们急切寻找一种可再生的电力系统。
2 什么是分布式电源
分布式电源是为了满足特殊用户的需要或者促进现有配电网更好地运行, 而选择更环保、更安全、功率较小的电源 (一般为几千瓦至50MW) , 以小规模、分散式的方式配置在用户附近的发电机组。分布式电源包括发电装置和储能装置。
分布式发电装置根据使用技术的不同, 可分为热电冷联产发电、内燃机组发电、燃气轮机发电、小型水力发电、风力发电、太阳能光伏发电、燃料电池等;根据所使用的能源类型, DG可分为化石能源 (煤炭、石油、天然气) 发电与可再生能源 (风力、太阳能、潮汐、生物质、小水电等) 发电两种形式。分布式储能装置是指模块化、可快速组装、接在配电网上的能量存储与转换装置。根据储能形式的不同, DES可分为电化学储能 (如蓄电池储能装置) 、电磁储能 (如超导储能和超级电容器储能等) 、机械储能装置 (如飞轮储能和压缩空气储能等) , 热能储能装置等。
3 分布式电源的特点
分布式电源可以根据需求合理地布设其所在的位置和容量, 这就减少了输电距离, 提高了所在电力系统的安全可靠性, 解决了传统大电网无法到达一些区域的问题, 在节能、环保、投资等方面及可再生能源的利用方面都有着重要的意义。
与传统供电系统相比, 分布式电源有以下特点: (1) 节能。分布式电源不依赖单一的大型的能源供给, 而是多样化地采用了各种可以利用的能源, 比如风力、地热、潮汐等可再生资源。 (2) 环保。从分布式电源获取能源的途径可以看出, 多是可再生、清洁型能源, 这样一来同传统的电力高耗能的方式相比, 对环境的压力就没有那么大。 (3) 推广便利。与传统大型电站建设相比, 分布式电源电站具有投资小、占地少、建设时间短的优点, 对于快速解决电力短缺问题是个很好的方案。 (4) 节省消耗。电力的损耗大都在线路的远距离传输上, 分布式电源避免或减少了远距离的传输, 大幅度降低了电量在传输上的损耗, 提高了电量的使用率。 (5) 提高安全性。传统供电系统如果出现意外, 经常是整个系统都受到牵连, 分布式电源可以做到局部问题不影响全体, 把问题限制在最小的范围内。 (6) 前景广阔。作为新型能源的发展方向, 在我国可以大面积推广, 有助于改善我国供电系统陈旧、老化等现象, 也有助改进偏远地区的供电水平。
4 分布式电源对电网的影响
4.1 分布式电源的并入对电网规划的影响
传统电网的规划依赖于对整个供电区域内空负荷的预测以及现有电网情况的了解, 也就是说在满足区域内负荷增长和现有供电能力的前提下, 对变电站的位置做优化布置, 选择合适的电网接入方式, 目的是为了获得安全的供电系统和投入最少的运行资金。分布式电源的并入让电网规划变得更加难预测, 很多不确定因素都会给电网规划方案带来影响。
4.2 分布式电源的并入对电能质量的影响
(1) 分布式电源的并入容易造成电网系统电压的突变。由于分布式电源供电也受制于诸多因素, 因素的变化会直接影响供电电压的变化, 并入电网的分布式电源也就使整个供电系统电压存在突变可能。 (2) 分布式电源的并入容易造成电网系统产生谐波影响。电源的开关产生的谐波与传统电网有所不同, 不同谐波不断汇聚会影响整个供电系统的安全稳定性。
4.3 分布式电源的并入对线路损耗的影响
分布式电源的并入对线路的损耗有两方面的影响, 也就是增大或减小。两种方向的发展取决于分布式电源所布置的位置、容量的大小、设计负荷量以及接入电网的方式。
4.4 分布式电源的并入对电网可靠度的影响
分布式电源的并入对电网可靠度的影响随着情况的不同有着不同的表现。 (1) 分布式电源正常工作时, 能良好地配合电网工作, 可有效地缓解电网负荷高峰, 缓解电压骤降。分布式电源作为后备电源, 可以在电网断电后提供短时间的供电, 使得电网能有效运作。 (2) 分布式电源不能很好地配合电网运作时, 如安装位置不合理、容量设计有问题等会降低电网运行的可靠性。
4.5 分布式电源的并入对变压器的影响
由于分布式电源产生的电能需要升压后才能并入电网, 这样会增加变压器的负荷, 低压机组工作时的电压处于超额定电压的极限电压状态, 这种状态在正常运作时是不允许的。此外, 当电网出现问题而断电时, 分布式电源支撑电网运作, 而变压器处于空载运行, 分布式电源产生的电能会引发线路产生不规则的波形振动, 容易使得电气元件损坏。
5 结语
总之, 分布式电源并入电网, 会带来诸多好处, 合理地使用可以提升效率、降低损耗、减少基础投资、减少环境污染等等。但也需要准确地规划、仔细地分析应用中会遇到的问题, 使其负面影响降到最低。
摘要：电源在整个电网系统中的分布方式对电网的安全、稳定及经济运行起着至关重要的作用。分布式电源较好地解决了传统电力系统存在的一些弊端, 采用分布式电源并入电网方式将会给整个电网系统带来翻天覆地的影响。
关键词：分布式电源,电网,影响
参考文献
含分布式电源的配网保护 篇6
1 DG对配网保护的影响
DG发展初期只有并网运行一种运行方式, 即当电网发生故障时, 所有分布式电源立即退出运行, 不得独立供电, 但是这不利于高效经济的利用DG, 随着配网和DG的不断发展, 系统要求在故障情况下, DG能够独立运行, 即DG具有两种运行方式:并网运行和孤岛运行, 当DG孤岛运行时会产生很多问题。
我国传统的配网保护主要是三段式电流保护, 通过不同的整定值和动作时间的配合, 实现配网的保护。但是, 传统的配网结构是单电源辐射网, DG以电源的形式接入配网, 就改变了配网的原始结构, 变成了多电源网络, 这对传统的电流保护造成了严重影响, 通过以下简单的例子说明DG对配网保护的影响。图1为简单的含DG的配网图, 以此图为例说明DG对配网保护的影响。
1.1 当f1发生故障时
当f1发生故障时, 流过故障点的短路电流包括两部分:电网S提供的短路电流和DG提供的短路电流, 由于DG的助增作用, 保护R2测到的短路电流同不含DG时相比会变大, 从而增加保护R2的灵敏度, 这样当母线D出口处发生短路时可能会导致保护R2的误动作。对于保护R3、R4, 由于DG的分流作用, 保护R3、R4测得的短路电流将比不含DG时的小, 减小保护R3二段和三段保护的灵敏度, 严重时可能起不到R2的后备保护作用。
1.2 当f3发生故障时
当f3点发生故障时, DG会向故障点注入短路电流, 对保护R3产生一个反向电流, 由于配网的电流保护没有装设方向元件, 所以可能导致R3的误动作。
1.3 当f4发生故障时
如果馈线AD上含有一个或多个DG, 当f4发生故障时, 由于DG的助增会增大保护R5测到的故障电流, 增大保护R5的灵敏度, 可能会引起保护R5的误动作。同时R4将会流过由DG提供的反向故障电流, 这样将有可能引起保护R4的误动作。
1.4 自动重合闸不成功
DG的接入还会对配电网的自动重合闸造成影响, 当发生故障时, 如果只有电网测得保护跳开而DG不退出运行, DG将会继续对故障点提供短路电流, 将导致自动重合闸不成功。
1.5 DG容量对保护的影响
除了DG接入配网位置的不同会对保护产生影响, 在不改变DG接入位置的情况下, 分布式电源的容量会对配网保护产生影响, 随着DG容量的改变, 发生短路故障时, DG提供的短路电流随着改变。与不接DG相比, 在同一点发生故障, DG下游流过保护的短路电流增大, 如果不改变保护定值, 这将增大下游保护的保护范围;而随着容量的增加, DG的助增能力也越大, 伸入到下一段保护的范围越大, 将不能满足继电保护的选择性。
2 含DG的配电网保护方案
小容量分布式电源提供的短路电流小, 对原有的电流保护影响不大, 但是大容量的DG就会影响保护的灵敏性和选择性, 传统的简单的电流保护将不再适用, 需要研究新的配网保护方案。目前已提出的保护方案主要分为两种:一是改进的电流保护;二是采用输电网中距离保护、纵联保护等保护。国内外在新型配网保护方案的研究已有一定成果, 但是都有其局限性。
2.1 改进的电流保护
由于分布式电源的接入改变了配网结构, 使原来的单电源辐射网变成了多电源网络, 因此, 为了防止DG上游线路保护由于反向电流而误动, 需要在线路两侧均装设具有方向元件的三段式电流保护, 以保证动作的选择性;为了防止DG下游线路保护的误动, 各线路的电流保护需要根据DG注入容量的不同而重新整定。改进的电路保护只是在原有的配网保护的基础上加以修改, 实现配网的保护, 但是具有一定的局限性, 例如三段式电路保护的整定方法很复杂。
2.2 距离保护和纵联保护
相对于电流保护而言, 输电网成熟的距离和纵联保护的性能更加完善, 且受系统的运行方式影响较小, 此外, 保护采用方向元件, 能够保护线路的全长, 低电压等级的含DG的配网采用距离、纵联保护可以防止DG上游保护的误动。但是此种方法也有其局限性, 对于像风力和太阳能发电这类具有间歇性的电源, 它们的出力受自然环境的影响很大, 会随着自然条件的变化随机波动, 在发生故障时有可能会产生很小的短路电流使保护拒动。尽管距离和纵联保护具有方向性且不受运行方式的影响, 但是在接入分布式电源后, 并不能对所有短路故障做出正确反应, 严重时容易引起保护拒动。同时, 短路点过渡电阻还会对距离保护产生较大影响。除了改进电流保护、距离保护和纵联保护之外, 国内外学者也已经研究出一些其他的保护方案, 例如:自适应电流保护、广域保护和多agent保护方案等。
3 结论
本文主要介绍了分布式电源对配网保护的影响, 分析总结了DG接入位置的不同对保护的影响:当DG下游发生故障时, 由于DG的助增作用会增大下游保护的灵敏度, 当相邻线路出口处发生故障时会导致下游保护的误动作, 由于DG的分流作用会减小上游保护的灵敏度, 可能无法实现下游保护的后备保护;当DG上游发生故障时, 可能会有反向电流流过上游保护使其勿动;由于DG的持续供电可能会导致重合闸失败。此外, DG容量也会影响配网保护。
传统的配网电流保护已不再适用, 研究新型保护方案已成为现如今重要的问题, 以纵联保护为主保护, 距离、电流保护等为后备保护的新型保护将成为未来重要的研究方向。
摘要：随着经济的发展, 分布式电源在配电网的渗透率越来越高, 成为一种重要的发电方式。但是分布式电源的接入, 导致配网拓扑结构的变化, 带来了很多方面的问题。本文重点介绍分布式发电对配网保护的影响, 以及含分布式电源的配网保护的配置。
分布式电源并网电能质量问题综述 篇7
分布式电源,如光伏、风电、生物发电等,由于天气、环境等外界不可控因素的影响,以及为了输出工频交流电而引入新的设备,其所发电力在电压表现形式上往往不能直接实现或维持理想供电系统对电压波形的要求,因而会对电能质量有一定的影响。
经济和科技的发展对电网供电质量和可靠性的要求越来越高。传统的大电网已经不能满足人们的需求,分布式发电以其投资小、清洁环保、供电可靠和发电方式灵活等优点日益成为人们研究的热点。
分布式电源(Distributed Generator, DG),一般独立于公共电网而靠近用电负荷,可以包括任何安装在用户附近的发电设施,而不论其规模大小和一次能源种类。一般来说,分布式电源往往是集成或单独使用的、靠近用户的小型发电设备,多为容量在50MW以下的小型发电机组。与常规的集中式大电源或大电网供电相比,分布式发电系统有很多优点[1],但也会对电网的电能质量造成一定的影响。下文将对分布式电源并网带来的电能质量问题进行分析总结。
分布式电源并网的电能质量问题
分布式电源,如光伏、风电、生物发电等,由于天气、环境等外界不可控因素的影响,以及为了输出工频交流电而引入新的设备,其所发电力在电压表现形式上往往不能直接实现或维持理想供电系统对电压波形的要求,因而会对电能质量有一定的影响。与分布式电源有关的电能质量问题主要包括以下几个方面。
电压偏差
传统的集中供电的配电网,一般呈辐射状结构,即电能在配电线路上从电源向负载单方向流动。稳态运行状态下,沿着配电线路上功率流动的方向,电压是逐渐降低的。接入分布式电源后,由于配电馈线上的传输功率减小(在负荷侧有电源,降低了对原来电网中电源的供电要求),以及分布式电源输出的无功功率支持,使得配电馈线上的各负荷节点处的电压被抬高,导致一些负荷节点产生电压偏差,其电压抬高的多少与接入分布式电源的位置及总容量大小有关[2]。
对于含有分布式电源的低压配电网,线路阻抗主要呈现电阻特性,即R>>X,显然与R有关的项不能再任意忽略。含有分布式电源的低压配电网中,有功功率P对电压损失的影响已经不能忽略,有功功率P和无功功率Q的传输共同造成的线路上的电压损失,形成电压偏差。
以文献[3] 中建立的风电场模型为例,如图1 所示。在风速变化的情况下,风电机组输出功率变化,对35k V母线处进行电压加测,由表1 可知,输出电压偏差随风速的变化而变化。
电压波动与闪变
分布式电源受用户要求、调度需求和气候环境等影响,其输出的不确定性会造成所接电网产生明显的电压波动[4]。其中以风能、太阳能受环境的变化影响最为严重。在正常运行情况下,如果环境突然发生变化,如突然风力加剧或骤降,乌云从光伏池板上空飘过等,其输出功率也会发生变化,进而造成电网的电压波动与闪变。而且它们和具有反馈环节的电压控制设备相互影响,也能够直接或间接的引起电压闪变[5]。
电网的电压分布情况由电网的潮流决定,电网中电源注入的功率或负荷消耗的功率发生变化,将引起电网各母线节点的电压发生变化[6]。
以文献[7] 中建立的含风电场的简单电网为例,风电场接入系统图如图2 所示。风电场输出电流以1 Hz的波动频率进行正弦波动,将该波动电流注入电网,节点1、2 受波动电流的影响,电压发生较大波动,受电网络结构的影响,节点3 的电压基本无波动,如图3 所示。
某些大型分布式发电机机组的启动和退出、分布式发电机组输出功率骤然变化时,由于功率快速变化而且变动幅度大,引起的电压波动也最为明显[8]。仍以图1 所示电网为例,在0 时刻以前为不带风电场稳定运行;在0 时刻,将风电场投入,在风电场投切过程中,各节点电压发生变化,如图4 所示。
电力谐波及直流偏磁
分布式电源一般需要经过变流器等电力电子设备接入电网。例如光伏电池输出为直流电需要逆变器将直流变为工频的交流电,才能接入配电网。而风力发电虽然输出交流电,但其输出电压频率与风力机的转速有关,也需要经过变频器接入电网。众所周知,变流器等电力电子设备是利用开关器件通过频繁的开通和关断来实现电力变换功能的,其输入输出关系具有明显的非线性特征。开关器件频繁的开通和关断容易在开关频率附近产生谐波分量,对电网造成谐波污染[3,9]。开关频率附近的谐波分量幅度较大,也是优先需要重视的谐波分量。
以某一低压电网为例,在1 时刻以前,未投入光伏电场,电网独立运行,谐波含量大约为0.0001。在1 时刻,将光伏电场投入运行,谐波含量瞬间增大,但仍在允许范围内,如图5 所示。可知分布式电源的投入会对电网谐波造成一定的影响。
此外,在变流器参数不均衡、开关器件触发脉冲不对称等情况下,输出电流中还可能出现直流分量。这一直流分量流入配电变压器可能造成变压器的直流偏磁,进而造成感应电压波形畸变和变压器的异常发热[10,11]。
其他电能质量问题
除了上述三种电能质量问题,分布式电源并网还会引起三相不平衡、电压暂降等电能质量问题。虽然这些问题相对于以上三种电能质量问题来说,影响较小,但也不容忽视。如若不加以重视,也可能会造成严重的后果。例如,三相分布式电源及其并网接口一旦发生不对称故障,就会造成所接入电力系统的事故性不平衡。对感应电机、变压器等设备造成危害,减少其使用寿命。
目前的解决方法
减小电压偏差的方法
减小电压偏差的最直接方式就是调整电源电压[12]。如果负荷电压偏低,则通过提升电源电压可以令负荷电压达到要求;反之则需要减小电源电压。通过改变线路阻抗参数可以改变电压损耗,随之可以改变电压偏差。还可通过改变变压器变比调节变压器二次输出电压,进而调节电压偏差。调整变压器变比分为无载调压和有载调压,无载调压不宜频繁操作,有载调压需要在无功功率充足的情况下进行。
调节电压偏差的常用方法还包括无功补偿策略。通过增设无功补偿装置调节电网无功的大小和方向。常用的无功补偿装置有:同步发电机、同步调相机、电容器、电抗器、静止无功补偿装置等。
亦可以利用分布式电源抑制电压偏差。分布式电源和电力用户距离很近,容易实现有功功率的就近提供和无功功率的就近补偿,而且输电损耗小[5]。
对电压波动的抑制
分布式电源接入点的电压波动可近似表示为:
分布式电源接入点的电压变化量可以近似表示为
由式(1)和式(2)可知,分布式电源接入点的电压波动与短路比SCR、线路阻抗和注入的功率有关。因此,可以通过对以上三个方面进行调节控制以达到抑制电压波动的目的。
短路比SCR越大,则电压波动幅度就越小,所以要尽可能的增大短路比。因此,为了减小分布式电源接入引起的电压波动,一种方法是增大接入点的短路容量,另外一种是减小每个点接入的分布式电源的容量,采用分散接入[13]。
同样为了减小电压波动也可以对线路阻抗进行调节。可采用的方法有:
(1)增大导线截面,减小电阻;
(2)采用分裂导线,减小电抗;
(3)串联电容补偿,减小电抗。
还可以采用储能装置对有功功率进行调节,进而达到抑制电压波动的效果。由式(1)可知电压变化量受功率变化的影响,分布式电源的功率变化主要为有功功率的变化,而调节网络结构是无法抑制功率变化的,此时就需要对有功功率进行补偿,储能装置是补偿有功的最好方法。目前,世界各国在大力发展新能源与储能的互补发电。
由式(1)可知,分布式电源接入点的电压波动与分布式电源注入功率(包括有功功率和无功功率)的变化有直接关系。分布式电源注入功率(包括有功功率和无功功率)的变化越大,则接入点的电压波动幅度也就越大。
分布式电源接入点的电压波动是由有功功率和无功功率的变化共同形成的。二者补偿量的数量关系与阻抗参数中R和X的比例有关。一般来说,无功功率的补偿要比有功功率的补偿容易一些。因此,除了无功功率的变化可以用动态无功补偿设备进行补偿,分布式电源有功功率变化对电压波动的影响也可以考虑用无功补偿设备进行补偿。
综上所述,要想抑制分布式电源接入点的电压波动,可以考虑的思路有:优化网络结构,增大系统短路容量;减小供电线路阻抗;采用储能设备抑制有功功率波动;应用动态无功补偿装置减少无功功率传递。
谐波的抑制方法
分布式电源引入的谐波主要是变流器等电力电子设备产生的,所以首先要减少谐波源的输出。减少谐波变流器输出谐波主要有以下几种方法:
(1)适当选择载波频率:在条件允许的范围内,尽可能的提高载波频率,减少低次谐波。
(2)注入适当的谐波:注入适当的三次谐波,不仅可以提高直流电压利用率,还可以增强逆变器的谐波抑制特性。
(3)特定谐波消除法:通过选择适当N个开关角 α,就可以使基波电压得到控制,并且消除N-1 个频率的特定谐波[14]。
如果谐波含量较多,除了减少谐波源输出外,还需要在谐波源附近将谐波电流就地吸收或抵消。在谐波源附近加装电力滤波器,可以吸收谐波源输出的谐波。电力滤波器主要分为有源滤波器(Active Power Filter, APF)、无源滤波器及两者结合的滤波器。除此之外还可以令分布式电源并网逆变器兼起补偿作用。分布式电源并网逆变器与电压型APF在结构和控制方法上有很多相似之处,可以通过适当的控制策略,使分布式电源并网逆变器向电网输送能源的同时,还实现APF的功能,即同时向电网提供所需要的谐波电流和无功功率[15]。除了采用外加设备吸收谐波外,把发电机组和变压器接地也能在一定程度上减少谐波。
抑制直流偏磁
直流偏磁对变压器等电力设备具有较大危害,一定要对其进行抑制。直流偏磁主要是由于存在直流分量所致,所以主要从限制和隔离直流分量两个方面抑制直流偏磁。
并网逆变器输出直流分量主要是由于输出的PWM波不对称。造成PWM波形不对称的原因包括:给定的正弦参考波或三角载波信号中含有直流分量;控制系统检测元件及PI调节器的零点漂移;开关管的性能差异和脉冲分配误差等。所以为了减小直流分量首先应该设法减小给定的正弦参考波或三角载波信号中含有的直流分量;其次,改善逆变器的触发对称性;最后,对直流分量进行检测与反馈控制。
除了采用上述基本方法减少逆变器输出直流分量,还可采用中性点串联电阻、中性点串联电容器、电位补偿法、自激补偿法和降低变压器运行工作点等方法对中性点流过的电流进行限制吸收。常用抑制直流偏磁的方法还有给逆变器配备隔离变压器、交流输电线串联电容等,对输出的直流分量进行隔离。
分布式电源接入对电能质量的改善
虽然分布式电源的引入会给系统带来一些电能质量问题,但是分布式电源也存在改善电能质量的潜力。
(1)分布式电源具有备用和应急功能。
分布式电源的容量一般都比较小,且数目多,位置也比较分散,易于灵活控制。在适当控制策略下,能够迅速的投入运行。在电网发生故障和扰动时,如果分布式电源能够继续保持运行,或者能转做备用电源,对于减小停电范围或者缩短停电时间都是很有帮助的,对于很多节点的电压暂降问题也都有抑制作用。
(2)根据负荷变动协调控制。
分布式电源和电力用户距离很近,容易实现有功功率的就近提供和无功功率的就近补偿,而且输电损耗小。分布式电源的接入会使配电网的短路容量增大,这对于因为电动机启停等负荷波动引起的电压闪变有一定的抑制作用[5]。
(3)专配的补偿装置对改善系统电压质量也有帮助。
分布式电源并网可能会给配电网带来电能质量问题,这个是阻碍分布式电源接入电网的重要因素。所以很多分布式电源在接入电网时,往往都配备一些无功补偿装置或储能装置。这些补偿装置并联接在分布式电源的接入点,在对分布式电源本身的电能质量问题进行补偿的同时,也必然对配电网中原有的电能质量问题有改善作用[16]。
(4)分布式电源及并网变流器兼做补偿设备。
分布式电源的并网变流器,与有源电力滤波器、静止无功发生器等电能质量调节装置所用的电路结构和控制技术有很大程度的相似性,这就为两类设备的优化配置提供了可能性。优化配置系统利用现有电力电子设备吸收或释放有功、无功,从而不仅实现了电能的传输转换,而且改善了系统的电能质量,减少了系统的额外投资。
结论
含分布式电源的潮流计算研究 篇8
分布式发电(Distributed Generation,简称DG)又称分散式发电或分布式供能,是指以小规模(几十千瓦到几十兆瓦的小型模块)、分散式的方式布置在用户附近,能够经济、高效、可靠地输出电能的系统。它可以增加电网的稳定性,降低系统损耗,改善电网电压分布和负荷功率因数,延缓系统的更新速度,以及增加电网可靠性和经济性等[1,2,3,4]。
潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件,确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。对于正在运行的电力系统,通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限,如果有越限,就应采取措施,调整运行方式。对于正在规划的电力系统,通过潮流计算,可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据[5,6,7]。
目前潮流计算中比较常用的方法主要是快速分解法和牛顿—拉夫逊法。快速分解法每一次迭代的计算量比牛顿法少,且快速分解法只具有一次收敛性,因此要求的迭代次数比牛顿法多,总体上快速分解法的计算速度是比牛顿法快的。但是快速分解法只适用于高压网的潮流计算,对中、低压网,因线路电阻与电抗的比值大,线路两端电压相位差不大的假定已不成立,用快速分解法计算,会出现不收敛的问题[8]。所以,本文对分布式电源的研究中采用的是牛顿—拉夫逊法。由于涉及到程序的验证,本文采用的是通过按照牛顿—拉夫逊计算方法计算例题结果并与程序结果相比较,来验证程序的正确性。
1 电力系统潮流计算方法
1.1 潮流计算基本方程及其约束条件
在一般的潮流计算中,任何复杂的电力系统都可以归纳为以下元件(参数)组成:发电机(注入电流或功率)、负荷(注入负的电流或功率)、输电线支路(电阻,电抗)、变压器支路(电阻,电抗,变比)、母线上的对地支路(阻抗和导纳)、线路上的对地支路(一般为线路充电点容导纳)。
采用导纳矩阵时,节点注入电流和节点电压构成线性方程组即电力网络的节点电压方程:
其中,
展开得:
由于实际电网中测量的节点注入量一般不是电流而是功率,因此必须将式中的注入电流用节点注入功率来表示。根据节点功率与节点电流之间的关系和导纳矩阵的变换得到:
式(2)就是电力系统潮流计算的数学模型——潮流方程。
通常根据电力系统中各节点性质的不同,很自然地把节点分成三类:①PQ节点(事先给定的是节点功率(P,Q),待求的未知量是节点电压向量(U,θ))。②PV节点(给出的参数是该节点的有功功率P及电压幅值U,待求量为该节点的无功功率Q及电压向量的相角θ)。③平衡节点(在潮流计算中,这类节点一般只设一个)。
电力系统运行必须满足一定技术和经济上的要求。这些要求够成了潮流问题中某些变量的约束条件,常用的约束条件如下:
①节点电压应满足:Uimin≤Ui≤Uimax(i=1,2,…,n) (3)
②所有电源节点的有功功率和无功功率必须满足:
③某些节点之间电压的相位差应满足:|δij|=|δi-δj|<|δi-δj|max (5)
1.2 牛顿—拉夫逊法
电力系统潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算,实际电力系统的潮流计算主要采用牛顿-拉夫逊法[9]。
牛顿——拉夫逊法(简称牛顿法)在数学上是求解非线性代数方程式的有效方法,通常所称的逐次线性化过程。
对于非线性代数方程组:f(x)=0,即fi(x1,x2,…,xn)=0(i=1,2,…,n) (6)
在待求量x的某一个初始估计值x(0)附近,将上式展开成泰勒级数并略去二阶及以上的高阶项,得到如下的经线性化的方程组:
f(x(0))+f′(x0)Δx(0)=0 (7)
上式称之为牛顿法的修正方程式。由此可以求得第一次迭代的修正量:
Δx(0)=-[f′(x(0))]-1f(x(0)) (8)
将Δx(0)和x(0)相加,得到变量的第一次改进值x(1)。接着就从x(1)出发,重复上述计算过程。因此从一定的初值x(0)出发,应用牛顿法求解的迭代格式为:
f′(x(k))Δx(k)=-f(x(k)) (9)
x(k+1)=x(k)+Δx(k) (10)
上两式中:f′(x)是函数f(x)对于变量x的一阶偏导数矩阵,即雅可比矩阵J;k为迭代次数。
由上式可见,牛顿法的核心便是反复形式并求解修正方程式。牛顿法当初始估计值x(0)和方程的精确解足够接近时,收敛速度非常快,具有平方收敛特性。
2 含分布式电源的潮流计算
考虑到分布式电源的等效情况,一般来说,等效有两种情况:戴维南等效和诺顿等效[10]。
根据电力系统潮流计算的方法,分布式电源潮流计算,对于分布式电源为PQ节点类型时,可以理解为在电力系统中加入了分布式电源。分布式电源用图1中的戴维南等效为理想电源或理想电压源和一个阻抗串联。
理想电源:作为理想电源,只需考虑加入分布式电源的功率大小,则PQ类型的分布式电源潮流计算只要计算加入那点的功率变化即可,对整个电路的影响很小,在此将其忽略。
理想电压源和一个阻抗串联:作为理想电压源和一个阻抗串联,不仅要考虑加入那点功率的变化,而且在进行潮流计算时,会使原电力系统的节点导纳阵发生变化,继而是雅可比矩阵、修正方程发生变化。
在潮流计算时,导纳阵形成比原来多了一个节点,即多了一维。在计算时考虑此节点就可以继续进行潮流计算,即将加入的分布式电源视为一个新的PQ节点,计算完后将新节点的功率与原来节点功率相加即可。
2.1 简单的电力系统潮流计算算例
在图2所示的简单电力系统中,网络各元件参数的标幺值如下:
z12=0.10+j0.40;y120=y210=j 0.051528
z13=j0.3,k=1.1
z14=0.12+j0.50;y140=y410=j 0.01920
z24=0.08+j0.40;y240=y420=j 0.1413
系统中节点1、2为PQ节点,节点3为PV节点,节点4为平衡节点,已给定
P1s+jQ1s=-0.30-j0.18
P1s+jQ1s=-0.30-j0.18
P3s=0.5,V3s=1.10,V4s=1.05∠0°
容许误差ε=10-5。
本算例:
网络的节点总数N:4
网络的支路总数L:4
网络的PQ节点数M:2
程序所需的是串联支路电导,串联支路电纳和Π型对称接地电纳。从而将z12,z14,z24这三个复阻抗转换为导纳形式:
Y12=1/z12=0.58824-j2.35294
Y14=1/z14=0.45386-j1.89107
Y24=1/z24=0.48077-j2.40385
YT=k/zT=-j3.66667
YT*(1-k)/k2=0.40337
YT*(k-1)/k=-0.366667
由算例可知:
节点1的P=-0.3、Q=-0.18
节点2的P=-0.55、Q=-0.13
节点3的P=-0.5、V=1.1
设定节点电压初值:
节点1:e=1,f=0
节点2:e=1,f=0
节点3:e=1.1,f=0
节点4:e=1.05,f=0
通过VC++6.0运行程序,输出的矩阵如下:
经检验所输出的导纳阵与算例中的导纳阵一样,可见形成导纳阵的程序是正确的,继续按照提示输入数据,输入完得到第一次的雅可比矩阵和修正方程的解,经检验和算例的结果一样。可见形成雅可比矩阵的程序和解修正方程的程序是正确的。显示结果如下:
D=0.719071
雅可比矩阵JM
修正方程的解Δe、Δf
delta e,f -0.131042,0.0385355
delta e,f -0.0477307,0.1205859
delta e,f 0,0.939745
计算节点电压的近似值
节点1的e,f 1.13104 -0.0385355
节点2的e,f 1.04773 -0.120859
节点3的e,f 1.1 0.0939745
剩下的是反复迭代的计算,最后将所求的ΔPi、ΔQi或ΔV
各节点P、Q或V值
p=-0.3 q =-0.18
p=-0.55 q=-0.13
p=0.5 v=1.1
e0=1.10663,f0=-0.042454
e0=1.02412,f0=-0.117327
e0=1.097,f0=0.0811397
e0=1.05,f0=0
各节点的ΔP、ΔQ或ΔV
deltaP=2.76244e-007,deltaQ=-1.27386e-
006
deltaP=-4.75347e-008,deltaQ=-8.13385e-
007
deltaP=-5.15803e-007,deltaV=-7.48914e-
008
经笔算所得结果与上述结果一直,可得此程序是正确的,可以进行电力系统的潮流计算。
2.2 分布式电源等效为理想电源的潮流计算
将含分布式电源的电力系统作为理想电源,以本文算例来说,在2节点处加人一个10kW,0var,以100kW为基准,其标幺值为0.1+j0,分布式电源,如图3所示。
将分布式电源看为理想情况,即等效为在2节点处注入功率P+jQ(0.1+j0)。可得2节点处的功率为S2+S5。
加入分布式电源(理想电源)的潮流计算流程图,如图4所示。
程序运行后,屏幕显示如下:
请输入节点i加入分布式电源,并输入分布式电源的功率P,Q值,以-1
结束
2
节点2分布式电源的P、Q值:
1
1
分布式电源输入完毕
加入PQ节点类型分布式电源后,各节点的P、Q或V值
p=-0.3 q =-0.18
p=-0.45 q=-0.13
p=0.5 v=1.1
通过与原来没加入分布式电源的程序比较,发现此程序能够正确地解决注入的功率(分布式电源理想电源模型潮流计算)问题。
2.3 分布式电源为戴维南等效电路模型的潮流计算
对于含分布式电源的电力系统考虑阻抗,以本文算例来说,在2节点处加人一个10kW,0var分布式电源,以100kW为基准,其标幺值为0.1+j0,z25=0.05+j0.1,即导纳y25=4-j8,如图5所示。
用戴维南等效可将分布式电源等效为一个电压源串联一个阻抗。
加入分布式电源(戴维南等效)的潮流计算流程图,如图6所示。
在潮流计算程序中将主程序的输出和形成节点导纳阵程序修改完,进行调试并执行,在输入初始数据时,将分布式电源作为一个PQ节点考虑进去,形成节点导纳阵数据时要将其阻抗输入进去。显示大部分与2.1中显示相同,显示不一样的只是初始数据的改变、导纳阵数据输入的改变和输入节点P、Q值的改变。
形成的新导纳阵为:
通过人工计算,可得其导纳矩阵与通过该程序所得矩阵一样,可见程序计算结果是正确的。
输出雅可比矩阵:
修正方程的解Δe、Δf
delta e,f -0.0496081,0.038869
delta e,f -0.00602217,0.0348336
delta e,f 0.1242247,0.0154832
delta e,f -0.0511905,-0.0605095
通过计算所得修正方程的解Δe、Δf与程序所得值一样,可见程序解修正方程部分是正确的。
进行多次迭代后,最后将所求的ΔPi、ΔQi或ΔV
p=-0.3,q=-0.18, deltaP=-1.75375e-011,deltaQ=-1.49283e-011
p=-0.45,q=-0.13,deltaP=3.30683e-012,deltaQ=-1.11535e-010
p=0.5,v=1.1,deltaP=-5.52702e-012,deltaV=-2.57572e-013
由于计算机迭代次数过多,对此处的检验采用对其前三次迭代进行检验,经检验发现通过计算的所得迭代的值与程序迭代的值一致,程序的迭代部分是正确的。
通过与原来没加入分布式电源的程序比较,发现此程序能够正确地解决注入的功率(分布式电源戴维南等效模型的潮流计算)问题。
3 结束语
本文采用牛顿—拉夫逊法编写了含分布式电源的电力系统潮流计算程序。在给出牛顿—拉夫逊法潮流计算原理的基础上,分析了分布式电源应该采用的等效电路模型,采用将分布式电源等效为PQ节点,先将其视为理想PQ电源,然后将其视为PQ电源加等效阻抗。最后采用VC++6.0开发工具,使用C++语言编写了应用牛顿—拉夫逊法算法的含分布式电源的潮流计算程序,计算得到系统各支路的潮流分布和各节点的节点电压,并用实际算例对该程序进行验证。
本文的分布式电源是采用PQ节点进行等效的,随着分布式电源渗透比的增加,分布式电源有可能参与大电网频率和电压调节,关于采用PV节点和Vf节点进行分布式电源等效有待进一步研究。
参考文献
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基于分布式电源的配网规划研究 篇9
在分布式电源出现以前, 配电工作仅仅可以起到使电能传输到末端使用者处的作用, 而基于分布式电源的配网规划, 能够大大提高电力系统运行的稳定性及可靠性, 减少电力污染, 实现能量的高利用率。
2 分布式电源的概述及现状
2.1 分布式电源的概念
所谓分布式电源, 主要指的是为了满足部分特殊用户的需求, 支持已有的配电网的经济运行而设计和安装在用户处或其附近的小型发电机组, 或是安装于用户周围/就地应用热电联产的发电形式, 能够提高负荷供电的可靠性以及电能质量, 促进发电效率的提高。
2.2 分布式电源的应用现状
在现代社会, 国家开始加大对分布式电源的开发力度, 并颁布了一系列分布式电源使用的相关政策, 国家电网公司发布《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》后, 2012年11月国家电网公司开始启动对分布式光伏发电支持政策后, 2月又宣布将促进分布式电源并入国家电网, 同时会提供良好的并网条件、增强配套电网建设等, 这一政策于2013年3月1日已经实施。由国家对分布式电源的大力支持发展中可以看出分布式电源发电在现代电力系统占据着重要的地位, 也将成为以后电力系统中的一个重要分支。在现在的智能型电网的进程中, 对于分布式电源技术的要求也是越来越高的, 这就使电网的规划设计人员在进行电网规划时就必须思考选择最优设计方案。同时, 这也将成为配电网规划运行研究中的一项重点工作。
3 基于分布式电源接入的配电网规划技术原则
3.1 并网电压等级
一般分布式电源机组都是在35k V及以下电压等级配电系统并网, 根据并网分布式电源机组容量不同, 选择不同的并网电压。国家电网公司《分布式电源接入配电网设计规范》给出了不同容量分布式电源的并网电压等级推荐值, 实际并网电压等级的选择, 需通过技术经济比选论证后确定, 若高低两级电压均具备接入条件, 优先采用低电压等级接入。
3.2 并网容量
分布式电源机组接入电网后, 会引起系统电压及频率的变化。为确保系统电压及频率的稳定, 需对分布式电源的总装机容量进行限制。在一个供电区域内, 分布式电源机组总装机容量和该区域内总负荷容量的比例要限制在一定的范围内。目前国内外对分布式电源并网容量占当地电网最大负荷的比例 (分布式电源的渗透率) 尚未有明确的规定。各区域电网应根据电压质量、电网稳定、谐波抑制和电力电量平衡的约束条件, 确定区域电网的分布式电源渗透率。
3.3 接入方式
分布式发电项目可采用专线或T接方式接入系统。分布式电源接入配电网的典型接线方式如图1所示, 主要包括分布式电源专线/T接接公用电网10k V/35k V配电网, 或先并网用户内部电网后, 再专线/T接接入公用电网。对于220/380V并网方式也分专线和T接两种。对于实际的分布式发电项目, 需通过技术经济比较后确定采用何种并网方式。对于上网容量占比较大的分布式发电, 建议采取专线上网方式;而对于主要自发自用的分布式发电项目可考虑T接方式接入配电网。
3.4 电能质量要求
分布式电源接入后, 必须对所在配电网的电能质量进行重新核算, 电能质量需满足《供电电压允许偏差》、《电压波动和闪变》、《公用电网谐波》、《三相电压允许不平衡度》、《电力系统频率允许偏差》和《暂过电压和瞬态过电压》等相关国标要求。
4 基于分布式电源的配电网规划方法
4.1 分布式电源配电网规划流程
在对目前配电网分析的基础上, 根据地区发展夜店, 开展空间负荷预测, 对规划水平年的负荷大小及空间分布进行全面的预测, 并开展电力电量平衡分析;在现状电网分析和电力电量平衡分析的基础上, 依据电网规划技术原则, 提出配电网的规划目标, 开展配电网各电压等级的网架结构及智能化等详细规划, 最后对配电网规划进行投资估算和经济效益分析。随着分布式电源大规模接入配电网, 对配电网负荷预测及电力电量平衡、配电网主要规划技术原则及配电网网架结构都提出了新的需求。如图2所示, 为了适应分布式电源的大规模接入, 需提出适应分布式电源并网的负荷预测方法;同时针对分布式电源并网提出新的规划技术原则要求;并在配电网目标网架的规划中合理规划分布式电源的布局, 促进分布式电源与配电网的协调发展。
4.2 分布电源并网的负荷预测方法
分布式电源按照自发自用、余电上网的原则, 将有效减小电网的负荷需求。在电网规划的负荷预测阶段, 对分布式电源可以作为负值负荷参于配电网的电力电量平衡。但对不同能源类型的分布式电源, 在负荷预测时应采取差异化的处理措施。如图3所示, 110k V变电站A的总负荷需求为:
其中:
式中:Pm、Pg、Pw、Pp分别为变电站A的10k V及以下母线及线路上并网发电的沼气、燃气、风能及太阳能发电总装机容量;λm、λg、λw、λp分别为沼气、燃气、风能及太阳能分布式电源的负荷折算系数, 需根据各种分布式能源的典型出力曲线确定其取值范围, 对于发电出力比较稳定的燃气发电、沼气分布式电源, 其负荷折算系数一般可取值0.7~1.0, 而对于风能及太阳能分布式电源, 具有能量密度低、稳定性差和随机性等特点, 受天气影响比较大, 其负荷折算系数应根据当地分布式电源的典型实测出力特性曲线确定, 一般可取值0.3~0.6。δm、δg、δw、δp为相应类型机组的出力同时系数。在配电网负荷预测中, 应结合本地区网格化空间负荷预测结果, 以每座110k V或35k V变电站为负荷预测单元, 将分布式发电的负值负荷考虑在总体负荷需求预测中, 提高配电网负荷预测的准确性。
4.3分布式电源布局规划
分布式电源的合理布局是分布式电源健康发展的关键。若分布式电源布局不合理、电源发展与电网发展不协调, 将增加电网安全运行的风险, 并加大分布式电源的投资运营成本。分布式电源布局应做好三个层面的规划工作:
(1) 区域电网的分布式电源总体消纳能力分析。综合考虑本地电网常规电源装机容量及发电能源类型构成、调峰能力以及外受电通道的输电能力, 确定本地区电网分布式发电的最大并网容量限制。
(2) 供电分区内分布式电源消纳能力分析。在实际的省级电网中, 考虑到电网运行稳定性、供电可靠性及限制短路电流的需求, 一般将省级电网分成若干个供电分区, 如北京电网目前分九区运行。正常运行时各供电分区之间无电气联系, 只在系统发生故障等特殊运行方式下, 分区之间才通过专用联络线或联络开关提供相互间的电力支撑。所以在分布式电源布局中, 需对每个分区的分布电源的类型、容量及布局进行细化分析, 确保每个供电分区中分布式电源类型互补、容量适当且布局合理, 满足该分区电网安全稳定运行的要求。
(3) 分布式电源项目并网点的优化布置。对于具体的分布式电源项目在配电网中的接入位置选择, 需要根据拟并网区域的电网结构特点和负荷分布情况决定分布式电源准入容量及最优并网点。从电网规划角度研究, 分布式电源接入的最优位置与最优容量可通过建设投资与运行成本 (网损) 最小来建立最优化模型计算确定, 式 (3) 为分布式电源并网优化模型的简化表示。
式中:x1、x2分别为分布式电源并网位置及容量;函数g和h表示所有的等式约束和不等式约束条件, 如输电通道约束、线路的热稳定约束、潮流约束、电压质量约束及功率平衡约束等。按照分布式电源就地消纳基本原则, 分布式电源的并网点选择应尽量靠近负荷中心, 一方面充分保障电网对分布式电源的消纳能力, 另一方面减少电网中潮流的远距离输送所产生的网损, 并且由于负荷与电源的电气联系紧密, 配电网供电可靠性得到有效提升。
5 结束语
分布式电源的合理使用对于配电网的规划运行起着重要的作用, 对此, 必须加强基于分布式电源的配电网规划分析, 了解分布式电源对配网规划可能产生的影响, 以实现未来配电网工作健康持续发展。
摘要：电力系统的规模不断扩大, 分布式发电技术逐渐成为其未来发展的重要趋势。分布式电源能够优化电网结构, 减少网络损耗, 实现电力系统的经济运行, 本文将将分析分布式电源的主要内涵, 研究其在配网规划中的原则与主要规划方法。
关键词：分布式,电源,配网,规划
参考文献
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