小容量分布式电源接入配电网的优化决策研究
发布时间：2021-07-05 20:54
随着清洁能源的发展,分布式电源（Distributed generation）接入配电网的比例极大提高。DG接入配电网可以提高电压可靠性,不同接入位置、容量对配电网的影响也不同。DG接入配电网位置与容量的确定可以分为实验室理论计算与工程实践的近似求取,这两者各有不同又相互联系。在实验室理论计算时,电源出力与负荷情况由相关模型与参数共同决定,因此在理论上对接入配电网的分布式电源的位置、容量可求得最优解。在工程实践中,如果规划接入某配电网的DG总容量较小,配电网自身的用电负荷也不大,即使在理论上能求出最优配置方案,但因做规划设计时通常无法给出分布式电源和负荷模型较为准确的参数,所以求得的配置方案误差仍然较大。在工程实践中,往往是根据经验数据预先提出多种规划方案,所以研究小容量分布式电源接入配电网的方案决策十分必要。针对分布式电源和负荷出力具有随机性和波动性的特点,本文提出用双参数Weibull分布模拟风电出力、Beta分布函数模拟光伏发电出力,同时建立了不确定性负荷模型。为精确计算分布式电源接入配电网的位置和容量,考虑到分布式发电电价补贴逐年递减的趋势,构造了以项目总利润、配电网总网损、节...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
并网式光伏发电系统结构图
青岛大学硕士学位论文8第二章分布式系统2.1分布式电源并网对配电网的影响分布式电源系统与电网之间存在以下几种关系[40]：分布式电源独立运作并能够向周边负载单独供电；分布式电源独立运作，但与附近电网系统设置自动转换设备，必要时能够将剩余电能传递到电网内；分布式电源并联接入电网，不过仅仅向附近负载供电，不能够将剩余电量传递到电网内；分布式电源并联接入电网，不仅仅能给附近负载供电，还能够将剩余电量传递到电网内。以上工作方式将会体现分布式电源的不同特性。将分布式电源引入电网系统并集成到当前电网系统内，是未来发展的重要方向。2.1.1分布式电源接入对网损影响DG接入电网总装机容量不断提升[41]，网损随之增大，为提高电网的经济运行[42]和使用效率[42]，需要采取一定措施。DG并入配电网后改变之前的单一电源形式，依照接入供电侧与用户侧接入电源容量不同将入网的DG分为一下几种[43]：(1)DG与常规电网一同送电且输入、输出功率一致时，DG接入可显著减少网损。(2)DG输出电能小于负荷侧需求时，DG接入网损增大。(3)DG输出电能大于负荷侧需求时，DG接入网损增大。2.1.2分布式电源接入对节点电压影响一般电网拓扑结构为辐射状[44]。正常工作状态下，电压沿着馈线潮流方向而不断降低。当DG并入系统以后，馈线输出功率开始降低，而DG可以进行无功补偿，从而提高下一级的电压水平。为研究节点电压水平，建立模型如图2-1所示。图2-1网络节点模型为了便于对模型进行分析，对系统的电压损耗仅考虑纵向分量分析：
青岛大学硕士学位论文12光伏发电系统发出的电能需要经过逆变后并入电网，因此可以为大电网提供一定的无功功率。本文在系统计算工程中，将并网节点视为PQ节点，采用恒功率因数控制模式进行处理，得到系统提供的无功QPV为：PVPVQPtan(2-14)式中，为功率因数角。2.2.2负荷模型建立电网优化的主要目的是为用户提供优质的电能和较低的电价。无论是减小电能损耗还是增加发电投入比例都是为了给用户提供更好的服务，在电力系统中通常将不同类型的用户区别对待，对他们建立不同的模型然后预测和仿真。如何根据不同用户的需求选择负荷模型成为制约新能源接入配电网的重要因素。1970年以后，伴随着工业电机模型的进步，国家在电网稳定性投入了较大的时间与精力，因此极大地促进了负荷预测领域和仿真模型方面研究的进步。如图2-2所示，负荷模型的发展历经了几十年发展，从最初的静态到动态模型实现了质的飞跃。目前广泛使用的还有负荷概率模型，下面主要介绍几种常用模型：多项式模型，多项式模型考虑了静态等效模型中三种不同的阻抗类型，利用数学计算中的多项式将负荷的有功无功进行二次拟合，从而得到负荷分布[46]。多项式模型主要包括电压静态模型、频率静态模型、综合静态模型，根据负载的两个静态模型可以求得综合负载静态模型；幂指数模型，而静态模型是以代数方程对负荷进行近似模拟的方式，高阶幂函数有更好近似的效果，其方程将电压和频率纳入函数关系后得到；动态负荷模型是针对电力负荷的不规律性提出的，我们也可以采用复杂函数关系进行近似模拟，其中最典型就是微分方程[47]。图2-2负荷模型发展图以上介绍的三种模型有各自的适用范围，为了相对合理的近似负载[48]，依据
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电压稳定影响的多目标无功优化研究[J]. 陶志东,顾浩,丁晓群. 智慧电力. 2018(10)
[2]基于改进遗传算法的含分布式电源和储能装置配电系统网络重构[J]. 江卓翰,何禹清,曹丽璐,徐超,禹海峰,刘博. 电力系统保护与控制. 2018(05)
[3]考虑网络动态重构的分布式电源选址定容优化方法[J]. 朱俊澎,顾伟,张韩旦,王伟军,朱刚,尤锭军. 电力系统自动化. 2018(05)
[4]主动配电网中计及时序性与相关性的分布式光伏并网规划[J]. 贾清泉,赵美超,孙玲玲,杜广玉,范君,孙海东. 中国电机工程学报. 2018(06)
[5]计及不确定性和环境因素的多类型分布式电源选址定容[J]. 初壮,李钊,白望望. 电力系统保护与控制. 2017(13)
[6]基于综合敏感性分析的时序分布式电源规划[J]. 黄付顺,王倩,何美华,陈前宇. 电力系统保护与控制. 2015(10)
[7]考虑光伏出力相关性的配电网概率潮流[J]. 陈璨,吴文传,张伯明,孙宏斌. 电力系统自动化. 2015(09)
[8]基于随机潮流的含电动汽车配电网内分布式电源规划[J]. 李振坤,田源,董成明,符杨,张静炜. 电力系统自动化. 2014(16)
[9]微电网技术综述[J]. 杨新法,苏剑,吕志鹏,刘海涛,李蕊. 中国电机工程学报. 2014(01)
[10]分布式电源在配电网络中优化选址与定容的研究[J]. 庄园,王磊. 电力系统保护与控制. 2012(20)
博士论文
[1]粒子群算法研究及应用[D]. 秦全德.华南理工大学 2011
硕士论文
[1]分布式电源对配电网保护的影响分析及对策[D]. 代凤仙.天津大学 2008
[2]基于实际电网的负荷建模理论与方法研究[D]. 李培强.湖南大学 2004
本文编号：3266806
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
并网式光伏发电系统结构图
青岛大学硕士学位论文8第二章分布式系统2.1分布式电源并网对配电网的影响分布式电源系统与电网之间存在以下几种关系[40]：分布式电源独立运作并能够向周边负载单独供电；分布式电源独立运作，但与附近电网系统设置自动转换设备，必要时能够将剩余电能传递到电网内；分布式电源并联接入电网，不过仅仅向附近负载供电，不能够将剩余电量传递到电网内；分布式电源并联接入电网，不仅仅能给附近负载供电，还能够将剩余电量传递到电网内。以上工作方式将会体现分布式电源的不同特性。将分布式电源引入电网系统并集成到当前电网系统内，是未来发展的重要方向。2.1.1分布式电源接入对网损影响DG接入电网总装机容量不断提升[41]，网损随之增大，为提高电网的经济运行[42]和使用效率[42]，需要采取一定措施。DG并入配电网后改变之前的单一电源形式，依照接入供电侧与用户侧接入电源容量不同将入网的DG分为一下几种[43]：(1)DG与常规电网一同送电且输入、输出功率一致时，DG接入可显著减少网损。(2)DG输出电能小于负荷侧需求时，DG接入网损增大。(3)DG输出电能大于负荷侧需求时，DG接入网损增大。2.1.2分布式电源接入对节点电压影响一般电网拓扑结构为辐射状[44]。正常工作状态下，电压沿着馈线潮流方向而不断降低。当DG并入系统以后，馈线输出功率开始降低，而DG可以进行无功补偿，从而提高下一级的电压水平。为研究节点电压水平，建立模型如图2-1所示。图2-1网络节点模型为了便于对模型进行分析，对系统的电压损耗仅考虑纵向分量分析：
青岛大学硕士学位论文12光伏发电系统发出的电能需要经过逆变后并入电网，因此可以为大电网提供一定的无功功率。本文在系统计算工程中，将并网节点视为PQ节点，采用恒功率因数控制模式进行处理，得到系统提供的无功QPV为：PVPVQPtan(2-14)式中，为功率因数角。2.2.2负荷模型建立电网优化的主要目的是为用户提供优质的电能和较低的电价。无论是减小电能损耗还是增加发电投入比例都是为了给用户提供更好的服务，在电力系统中通常将不同类型的用户区别对待，对他们建立不同的模型然后预测和仿真。如何根据不同用户的需求选择负荷模型成为制约新能源接入配电网的重要因素。1970年以后，伴随着工业电机模型的进步，国家在电网稳定性投入了较大的时间与精力，因此极大地促进了负荷预测领域和仿真模型方面研究的进步。如图2-2所示，负荷模型的发展历经了几十年发展，从最初的静态到动态模型实现了质的飞跃。目前广泛使用的还有负荷概率模型，下面主要介绍几种常用模型：多项式模型，多项式模型考虑了静态等效模型中三种不同的阻抗类型，利用数学计算中的多项式将负荷的有功无功进行二次拟合，从而得到负荷分布[46]。多项式模型主要包括电压静态模型、频率静态模型、综合静态模型，根据负载的两个静态模型可以求得综合负载静态模型；幂指数模型，而静态模型是以代数方程对负荷进行近似模拟的方式，高阶幂函数有更好近似的效果，其方程将电压和频率纳入函数关系后得到；动态负荷模型是针对电力负荷的不规律性提出的，我们也可以采用复杂函数关系进行近似模拟，其中最典型就是微分方程[47]。图2-2负荷模型发展图以上介绍的三种模型有各自的适用范围，为了相对合理的近似负载[48]，依据
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电压稳定影响的多目标无功优化研究[J]. 陶志东,顾浩,丁晓群. 智慧电力. 2018(10)
[2]基于改进遗传算法的含分布式电源和储能装置配电系统网络重构[J]. 江卓翰,何禹清,曹丽璐,徐超,禹海峰,刘博. 电力系统保护与控制. 2018(05)
[3]考虑网络动态重构的分布式电源选址定容优化方法[J]. 朱俊澎,顾伟,张韩旦,王伟军,朱刚,尤锭军. 电力系统自动化. 2018(05)
[4]主动配电网中计及时序性与相关性的分布式光伏并网规划[J]. 贾清泉,赵美超,孙玲玲,杜广玉,范君,孙海东. 中国电机工程学报. 2018(06)
[5]计及不确定性和环境因素的多类型分布式电源选址定容[J]. 初壮,李钊,白望望. 电力系统保护与控制. 2017(13)
[6]基于综合敏感性分析的时序分布式电源规划[J]. 黄付顺,王倩,何美华,陈前宇. 电力系统保护与控制. 2015(10)
[7]考虑光伏出力相关性的配电网概率潮流[J]. 陈璨,吴文传,张伯明,孙宏斌. 电力系统自动化. 2015(09)
[8]基于随机潮流的含电动汽车配电网内分布式电源规划[J]. 李振坤,田源,董成明,符杨,张静炜. 电力系统自动化. 2014(16)
[9]微电网技术综述[J]. 杨新法,苏剑,吕志鹏,刘海涛,李蕊. 中国电机工程学报. 2014(01)
[10]分布式电源在配电网络中优化选址与定容的研究[J]. 庄园,王磊. 电力系统保护与控制. 2012(20)
博士论文
[1]粒子群算法研究及应用[D]. 秦全德.华南理工大学 2011
硕士论文
[1]分布式电源对配电网保护的影响分析及对策[D]. 代凤仙.天津大学 2008
[2]基于实际电网的负荷建模理论与方法研究[D]. 李培强.湖南大学 2004
本文编号：3266806
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