含分布式電源的配電網(wǎng)運行和規(guī)劃的相關問題研究.pdf

1、分布式發(fā)電優(yōu)勢明顯，發(fā)展意義重大，符合各國能源戰(zhàn)略的需要，是國際電網(wǎng)發(fā)展的趨勢之一。大規(guī)模分布式電源并網(wǎng)有可能影響電網(wǎng)規(guī)劃，運行、保護和電力市場交易等環(huán)節(jié)，造成電力系統(tǒng)的不可控、不可靠、不安全、甚至不穩(wěn)定。分析分布式電源運行特性及高滲透水平下與大電網(wǎng)相互作用的機理，消除分布式電源大規(guī)模并網(wǎng)引起的負面影響，量化分布式發(fā)電的價值和效益，在大電網(wǎng)格局下充分發(fā)揮分布式發(fā)電的優(yōu)勢和潛能，實現(xiàn)集中式電源與分布式電源的優(yōu)勢互補成為全球?qū)W者關注和研究的

2、重點。本文針對分布式電源接入后的配電網(wǎng)運行和規(guī)劃中遇到的具體問題進行了研究分析。具體而言，本文做了如下主要工作：
　　 1．針對分布式發(fā)電系統(tǒng)的接入可能會影響配網(wǎng)系統(tǒng)相間短路保護設備的正常運行的問題，詳細分析了不同重合閘方式下，分布式電源并網(wǎng)對配電系統(tǒng)保護協(xié)調(diào)性所產(chǎn)生的各種可能的影響，給出了各種場景下消除分布式電源的接入對配網(wǎng)繼電保護裝置不利影響的判斷條件。提出了通過采取限制分布式電源接入數(shù)量、接入容量和并網(wǎng)位置等措施以避免或減

3、小其對現(xiàn)有繼電保護的影響，建立了樂觀和保守估計下的分布式電源準入容量數(shù)學模型，研究分析如何在保持現(xiàn)有的保護協(xié)調(diào)性的前提下接入最大容量的分布式電源。
　　 2．針對用戶傾向于在電網(wǎng)負荷較高時啟動用戶自備的分布式電源并網(wǎng)的情況，建立了含異步型分布式電源(IDG)的配電網(wǎng)啟動模型，根據(jù)該模型對杭州局某10kV配電網(wǎng)進行了多IDG的啟動模擬；而后，提出了采用并聯(lián)電容器組就地補償和采用自耦減壓啟動器降壓啟動的解決方法以消除或減緩IDG啟動

4、過程中的電網(wǎng)電壓驟降和電流增大問題，并分別進行了算例仿真研究；最后，利用Shapley值法對上述解決措施引起的設備增建（更新）成本進行了分攤，并對分攤結(jié)果進行了討論。
　　 3．研究了用戶自備IDG接入對配電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的影響問題。定量評價了不同容量和接入位置的IDG對配電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度的改變，建立了考慮靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度變化量為主要約束的IDG最大準入功率和至少準入功率的數(shù)學計算模型，并分析了IDG在不同無功補償容量下的

5、準入功率變化情況。
　　 4．從配電公司運營者角度和智能電網(wǎng)架構(gòu)出發(fā)，較為全面地歸納了分布式電源的節(jié)能減排作用路徑，建立了考慮經(jīng)濟性、環(huán)保性和可靠性的多目標能量優(yōu)化模型，以最小化年總規(guī)劃成本、最大化可再生能源發(fā)電量、最小化年停電量和最小化年容量短缺量等4個優(yōu)化子目標作為分布式發(fā)電供能系統(tǒng)目標函數(shù)。對系統(tǒng)的排污量、停電量和容量短缺量引入總量處罰以統(tǒng)一所有子目標的量綱，應用線性加權(quán)求和法轉(zhuǎn)化為單目標優(yōu)化問題進行求解，采用二元對比定權(quán)

6、法確定權(quán)系數(shù)，并提升環(huán)保指標的重要性等級，以反映分布式發(fā)電供能系統(tǒng)節(jié)能減排的重要程度。
　　 5．通過引入節(jié)點靈敏度系數(shù)矩陣和單位負荷增量成本矩陣，提出了基于交流潮流的能夠計及無功影響的配電網(wǎng)節(jié)點／支路邊際容量成本模型及其計算方法，并應用于分析分布式電源并網(wǎng)對網(wǎng)絡容量緊張程度的影響。采用節(jié)點／支路邊際容量成本變化量指標評估和量化分布式電源起到的延緩網(wǎng)絡升級擴容作用，并證明了這2個量化指標是等效的。最后討論了基于變化量指標的用戶自