分布式電源的鏈?zhǔn)酱┚€路運行

微網(wǎng)中多種分布式電源需要借助電力電子接口與大電網(wǎng)互聯(lián),其自身穩(wěn)定性以及對大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性問題都尤為重要,傳統(tǒng)的控制方法存在諸多弊端,本文提出了一種基于精確線性化的非線性控制方法,通過一種特定的非線性變換,將非線性控制問題的求解轉(zhuǎn)化成線性最優(yōu)控制的求解,通過反變換得到最終非線性系統(tǒng)控制規(guī)律的解析解,并驗證該控制策略的魯棒性。本文利用該方法對微網(wǎng)中的分布式電源的功率輸出進(jìn)行了有效控制,與傳統(tǒng)的pq控制進(jìn)行了對比分析,最后在基于pscad/emtdc軟件平臺上驗證了非線性控制的控制效果的優(yōu)越性。

在分布式發(fā)電研究當(dāng)中關(guān)于分布式電源的準(zhǔn)入容量的研究是最重要的研究方向之一。本研究根據(jù)北京電網(wǎng)的實際情況,綜合考慮電網(wǎng)的靜態(tài)約束、暫態(tài)約束及電力平衡約束,采用試探法分別對風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電和冷熱電三聯(lián)供3種形式的分布式電源的獨立準(zhǔn)入容量進(jìn)行了仿真計算分析,找出了限制不同形式的分布式電源接入容量的主要因素;結(jié)合分布式電源資源約束以及國外運行成熟的多元分布式電源典型配比,對多元分布式電源的綜合準(zhǔn)入容量進(jìn)行了仿真計算分析;研究結(jié)果可供3類典型分布式電源的未來發(fā)展規(guī)模參考。

太陽能發(fā)電以及燃料電池等逆變型分布式電源在電壓暫降等系統(tǒng)擾動時很容易與系統(tǒng)斷開。雖然現(xiàn)在造成的影響還不顯著,但是隨著大量分布式電源連入電網(wǎng),在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時如果同時離線,會加大系統(tǒng)失穩(wěn)的可能性。提出了通過雙向dq變換法檢測三相不平衡電壓暫降,快速追蹤系統(tǒng)電壓變化,防止逆變器因過電流保護(hù)而離線的控制策略;并通過三相200v-4kw級實驗裝置進(jìn)行試驗驗證。

采用基于樣本集約化的熵權(quán)法對分布式電源的電能質(zhì)量進(jìn)行綜合評估,在此基礎(chǔ)上建立相應(yīng)的監(jiān)控模型,形成目標(biāo)函數(shù)。利用java語言開發(fā)了基于android的分布式電源監(jiān)控系統(tǒng),對分布式電源的有效運行具有重要的指導(dǎo)意義。

分布式發(fā)電對提高電網(wǎng)抗災(zāi)能力,減少或避免大面積停電,保障電網(wǎng)安全運行,最大限度降低電網(wǎng)因災(zāi)害及各類事故造成的損失有著重大的意義。

引入分布式電源的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)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(jìn)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(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)了采用異步電機(jī)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。

分布式電源接入配電網(wǎng)后,配電網(wǎng)將發(fā)生改變而成為一個多電源的網(wǎng)絡(luò)。該文通過一個簡單的配電網(wǎng)模型從理論層面探討了分布式電源對配電網(wǎng)饋線保護(hù)的基本影響。

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(zhǔn)入容量及功率因數(shù)密切相關(guān)?；谳椛錉顔位芈放潆娋W(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),采用均勻分布恒功率負(fù)荷模型,推導(dǎo)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(zhǔn)入容量、功率因數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)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(dǎo)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(dǎo)。

提出一種考慮分布式電源影響,適用于城鄉(xiāng)配電網(wǎng)規(guī)劃的理論線損綜合估算方法.依據(jù)目標(biāo)配電網(wǎng)的建設(shè)與改造原則和中壓電網(wǎng)分年度規(guī)劃方案,利用等效容量法處理分布式電源,基于擴(kuò)展等值電阻法估算中壓配電網(wǎng)線損;并考慮變壓器臺區(qū)情況,分別使用等值電阻數(shù)據(jù)和規(guī)劃目標(biāo)典型數(shù)據(jù)估算低壓配電網(wǎng)線損;結(jié)合傳統(tǒng)潮流法計算的高壓電網(wǎng)線損,估算配電網(wǎng)理論線損.通過對貴州某縣級配電網(wǎng)的規(guī)劃案例分析,驗證了該方法的有效性和實用性.

分布式電源(dg)接入配電網(wǎng)后,改變了原有網(wǎng)絡(luò)的短路電流流向,會導(dǎo)致原有饋線保護(hù)出現(xiàn)靈敏度降低、拒動、誤動等問題。提出了2種含dg配電網(wǎng)的饋線保護(hù)新方案:一種方案是在現(xiàn)有方向電流保護(hù)的基礎(chǔ)上,將dg上游每條饋線保護(hù)的ⅰ段與其下一級饋線保護(hù)的ⅰ段構(gòu)成一個通信單元,依據(jù)新的整定原則及兩級保護(hù)動作結(jié)果的綜合判斷將故障快速地隔離在最小范圍內(nèi);另一種方案是利用廣域網(wǎng)將每條線路末端方向元件檢測到的功率方向信息和dg上游第1條出線上裝設(shè)的電流保護(hù)的區(qū)段判別結(jié)果結(jié)合起來,精確地區(qū)分故障區(qū)段,保證上游保護(hù)的選擇性和快速性。pscad/emtdc仿真結(jié)果驗證了所提出的方案的有效性。

針對分布式電源出力時序特性與負(fù)荷時序特性,研究了風(fēng)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(jìn)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(fēng)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(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電最優(yōu)安裝容量的比例。

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(xiàn)和指導(dǎo)配電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)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(fù)荷點可靠性指標(biāo)和單位停電損失進(jìn)行同步求解。針對經(jīng)濟(jì)壽命超過物理壽命的情況,對元件投資時間進(jìn)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。

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(jì)運行模型。鑒于模型的復(fù)雜性,采用結(jié)合最優(yōu)潮流和改進(jìn)蟻群算法的混合優(yōu)化方法進(jìn)行求解。該方法將最優(yōu)潮流嵌入改進(jìn)蟻群算法中,利用最優(yōu)潮流求解考慮網(wǎng)絡(luò)安全約束的分布式電源優(yōu)化調(diào)度問題,利用改進(jìn)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。

大量的可再生分布式能源并網(wǎng)是當(dāng)今電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,優(yōu)化配電網(wǎng)潮流和提升系統(tǒng)消納分布式電源(dg)的能力成為研究熱點。在建立dg數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,從電源側(cè)開展dg選址的研究,并對含協(xié)調(diào)儲能和柔性負(fù)荷的主動配電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度。其中,dg選址采用使配電網(wǎng)絡(luò)損耗最小和電壓水平最高的多目標(biāo)規(guī)劃模型,并利用功率圓法求解dg的最佳接入位置；對主動配電網(wǎng)的優(yōu)化則構(gòu)建了使配電網(wǎng)電壓偏差最小、網(wǎng)絡(luò)損耗最小和可再生能源發(fā)電比例最高的多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型,并運用智能粒子群算法進(jìn)行求解。最后以標(biāo)準(zhǔn)ieee33節(jié)點配電系統(tǒng)為算例進(jìn)行仿真分析,解決了dg選址問題并驗證了該優(yōu)化策略的有效性。

分布式電源高比例接入配電網(wǎng),將會引起配電網(wǎng)潮流越限等問題,影響配電網(wǎng)安全運行。基于智能軟開關(guān)的柔性配電網(wǎng)為提高分布式電源消納能力提供了新的思路。智能軟開關(guān)的動態(tài)雙向功率調(diào)節(jié)能力,有助于改善配電網(wǎng)中電壓瓶頸節(jié)點和傳輸容量瓶頸支路的運行狀態(tài),實現(xiàn)全網(wǎng)潮流主動協(xié)同管理,從而提高柔性配電網(wǎng)中分布式電源準(zhǔn)入容量。首先建立了柔性配電網(wǎng)中分布式電源最大準(zhǔn)入容量模型,基于配電系統(tǒng)的多節(jié)點特性,該模型屬于高維非線性優(yōu)化問題。然后根據(jù)實際場景和參數(shù)設(shè)置的不同,分為傳統(tǒng)配電網(wǎng)中分布式電源固定節(jié)點位置、柔性配電網(wǎng)中分布式電源固定節(jié)點位置、柔性配電網(wǎng)中分布式電源自由接入3種情況進(jìn)行分析,并采用多種群遺傳算法求解得到全局最優(yōu)解。最后使用ieee33節(jié)點配電系統(tǒng)進(jìn)行算例分析,結(jié)果驗證了柔性配電網(wǎng)中智能軟開關(guān)的應(yīng)用對分布式電源接入能力的提升作用。所提方法在獲得柔性配電網(wǎng)中分布式電源準(zhǔn)入容量的同時,可從規(guī)劃角度得到分布式電源接入的最優(yōu)容量和位置。

分布式電源是當(dāng)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(hù)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(luò),dg接入后,單輻射網(wǎng)絡(luò)變成雙端或多端網(wǎng)絡(luò),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(hù)的設(shè)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(hù)的影響作了分析研究,并提出了改進(jìn)建議。

編號（學(xué)號）：13894008 畢業(yè)論文 （2013屆本科） 題目：不同分布式電源位置對電流保護(hù) 的影響分析 學(xué)院：信電學(xué)院 專業(yè)：電氣工程及其自動化 姓名：田凌洋 指導(dǎo)教師：田有文副教授 完成日期：2013年06月15日 畢業(yè)論文(設(shè)計)任務(wù)書 論文(設(shè)計) 題目 不同分布式電源位置對電流保護(hù)的 影響分析 下發(fā)任務(wù) 日期 2012.10.01 學(xué)生姓名田凌洋指導(dǎo)教師田有文副教授 一.論文（設(shè)計）主要內(nèi)容 本文首先對不同類型的分布式電源的特點及其并網(wǎng)后對電網(wǎng)的影響進(jìn)行了分 析，著重研究并建立了分布式電源處于配電網(wǎng)不同位置時的數(shù)學(xué)模型，比較了dg 的輸出容量與接入位置的變化對線路保護(hù)的不同影響，并得出在不影響保護(hù)選擇 性和靈敏性的前提下，dg所允許接入的位置與容量。進(jìn)一步討論了兩個dg中至 少一個位于故障

分布式電源接入不同的配電網(wǎng)時,將有可能對饋線的繼電保護(hù)造成不同程度的影響。在分析含分布式電源的10kv配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)的基礎(chǔ)上,利用pscad軟件,構(gòu)建了由主變壓器、饋線線路、分布式電源等值模型所構(gòu)成的饋線仿真模型。對于饋線不同位置發(fā)生的相間短路對繼電保護(hù)的影響進(jìn)行了研究,提出了相應(yīng)的整定改進(jìn)方案。仿真結(jié)果證明,新型方案可有效消除分布式電源對于饋線電流保護(hù)的影響。

由于化石燃料的有限性,人類越來越重視對風(fēng)能、太陽能等新能源的開發(fā)和利用。風(fēng)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(yīng)用。分布式電源大量接入配電網(wǎng)給傳統(tǒng)的繼電保護(hù)帶來了不少影響,給傳統(tǒng)的配電網(wǎng)運行、控制和保護(hù)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(hù)帶來的影響。

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(hù)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(hù)的故障處理應(yīng)更加快速并且能夠準(zhǔn)確判別不同方向的故障潮流。提出了基于瞬時功率的保護(hù)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。

介紹傳統(tǒng)配電網(wǎng)的繼電保護(hù)配置情況,針對分布式電源接入配電網(wǎng)后保護(hù)配置存在的問題,分析分布式電源接入對三段式電流保護(hù)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(hù)配置方案,并說明該方案的應(yīng)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(xué)模型來進(jìn)行分布式電源在配電網(wǎng)當(dāng)中的配置計算,使得我們選擇的配置方案能夠達(dá)到配電系統(tǒng)有功網(wǎng)損最小的目標(biāo)。以這樣為基本理論,再利用改進(jìn)遺傳算法來進(jìn)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。