配電網(wǎng)原故障定位方案的分布式電源準(zhǔn)入容量分析

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(yùn)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。

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(yùn)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。

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(dǎo)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(yán)重。面對這種情況,各國學(xué)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(yán)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(jìn)行簡單分析,結(jié)果僅供參考。

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(chǔ)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(jìn)的ieee36節(jié)點弱環(huán)系統(tǒng)上進(jìn)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(yuǎn)離根節(jié)點接入時,能獲得更好的狀態(tài)估計結(jié)果。

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(xué)模型,以配電系統(tǒng)有功網(wǎng)損最小為目標(biāo)函數(shù),在此基礎(chǔ)上形成了合適的隨機(jī)潮流算法,判斷配置方案是否違反約束,并采用改進(jìn)遺傳算法對所建模型進(jìn)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(guān)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(hù)的相關(guān)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(shè)計的變化研究各個參數(shù)對分布式配電網(wǎng)繼電保護(hù)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(luò)時的容量的不同以及在網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行了分析,希望能對繼電保護(hù)的安裝以及建設(shè)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(hù)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(fù)荷預(yù)測、運(yùn)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(jìn)行分類,詳細(xì)闡述了布點規(guī)劃、擴(kuò)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(jìn)行描述;最后對含分布式電源配電網(wǎng)規(guī)劃重要意義進(jìn)行總結(jié)。

在分布式電源接入配電網(wǎng)的過程中因為各種因素往往會導(dǎo)致無法順利接入。分布式電源作為電能利用的一種新型節(jié)能方式，對節(jié)約能源有著重要的作用。本文為了解決分布式電源接入配電網(wǎng)這一問題，對接入配電網(wǎng)中存在的技術(shù)問題和其他因素導(dǎo)致的故障進(jìn)行了分析，進(jìn)而為分布式電源順利接入配電網(wǎng)提供了一些建議意見。

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。

分布式電源(distributedgeneration,dg)接入配電網(wǎng)會引起保護(hù)檢測到的電流發(fā)生變化,從而影響保護(hù)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(hù)約束條件,在不修改原有保護(hù)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(hù)的影響與dg的故障位置和接入容量有關(guān)。

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(fù)載率、傳輸容量等方面的影響,以便促進(jìn)配電網(wǎng)安全運(yùn)行管理。

由于分布式發(fā)電裝置的應(yīng)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(yùn)作設(shè)定了更高標(biāo)準(zhǔn)。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(fù)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(shù),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(hù)中,可以使電網(wǎng)運(yùn)行更加安全、可靠,并且還能節(jié)約運(yùn)行中所耗的電力能源,因此被廣泛應(yīng)用在電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)繼電保護(hù)中。雖然分布式電源用在電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)繼電保護(hù)中具有重要的意義,但在實際的應(yīng)用中,也會對配電網(wǎng)繼電保護(hù)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(hù)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(hù)。

研究了分布式電源接入配電網(wǎng)最大準(zhǔn)入容量確定方法。從配電網(wǎng)接納分布式電源的角度出發(fā),在考慮節(jié)點電壓約束的前提下,建立了含負(fù)荷不確定性的分布式電源接入配電網(wǎng)最大準(zhǔn)入容量的雙層規(guī)劃數(shù)學(xué)模型,通過適當(dāng)?shù)淖儞Q將求解雙層規(guī)劃問題變成求解多次單層規(guī)劃的問題,然后提出采用可信賴域序列二次規(guī)劃算法來求解變換后的單層規(guī)劃問題。為驗證所提方法,對ieee33節(jié)點系統(tǒng)算例進(jìn)行了仿真,結(jié)果表明所提算法能較好地求解分布式電源接入配電網(wǎng)最大準(zhǔn)入容量的問題。

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(yùn)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)。

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。

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。

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。

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(yùn)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。

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。

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(yùn)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。