考虑数据中心用能时空可调的电-气互联综合能源系统分布式光伏最大准入容量计算

在数字经济背景下,数据中心日益增长的用能规模和灵活迅速的负荷调节能力引起了广泛关注。为促进分布式清洁能源的消纳,本文提出一种考虑数据中心用能时空可调的电-气互联综合能源系统分布式光伏最大准入容量计算方法。首先,对数据中心能耗及运行特性进行建模,并分析数据中心用能时空可调特性;然后,在计及电-气能源网络安全约束的前提下,构建集成数据中心的电-气互联综合能源系统分布式光伏最大准入容量优化模型,利用凸松弛技术和增量分段线性化方法将模型转化为混合整数二阶锥模型求解。最后,在97节点电网和11节点气网算例中,验证了考虑数据中心用能时空可调特性对分布式光伏消纳的促进作用,并分析了电-气能源网络安全约束对分布式光伏最大准入容量的影响。

基于光伏重心理论的配电网分布式光伏最大准入容量计算

随着高比例分布式光伏的接入,配电网分布式光伏最大准入容量(hosting capacity,HC)的确定成为了业界关注的焦点。提出了矩和重心的概念,并通过理论分析得到光伏重心必须超前于负荷重心的全局度量指标(globalmetric,GM)。继而推导了满足节点电压越上限约束和线路载流量约束的非迭代的HC的解析表达式,分别得到了节点电压和载流量度量指标LM1、LM2,它们与GM一起构成了完整的光伏重心理论。在此基础上,提出了配电网分布式光伏最大准入容量的新算法和修正算法,修正算法能考虑已有光伏接入和可开发光伏容量等现场约束。IEEE 33算例表明,与考虑无功分布和线损的经典蒙特卡洛算法相比,所提方法在准确性较好的同时,计算效率极高、且能兼顾已有光伏接入和可开发光伏容量等实际限制,工程实用性强。

考虑5G基站可调度潜力的配电网分布式光伏最大准入容量评估

提出了考虑5G基站可调度潜力的配电网分布式光伏最大准入容量评估方法。首先,构建5G基站用电负荷需求模型,并分析5G基站自备储能可调度潜力;其次,建立考虑5G基站可调度潜力的配电网分布式光伏最大准入容量评估模型;然后,引入辅助变量并对模型进行二阶锥松弛,构建分布式光伏最大准入容量评估线性化模型;最后,采用改进后的IEEE 33节点配电网对不同场景下的配电网分布式光伏最大准入容量进行评估。算例分析结果表明:考虑5G基站可调度潜力可以有效提升配电网分布式光伏最大准入容量。

基于广义短路比约束的光伏最大准入容量优化

光伏容量的增加会导致系统出现小干扰稳定问题,广义短路比指标可反映多光伏馈入系统的小干扰稳定性。基于此,提出了在广义短路比约束条件下,多光伏馈入交流网络中任意节点的最大准入容量优化方法。首先,建立多光伏馈入系统的小干扰稳定性分析模型;其次,以未降阶拓展阻抗矩阵的形式表达广义短路比,考虑光伏接入网络中任意节点的情况,建立基于广义短路比约束的光伏最大准入容量优化模型,并采用改进的粒子群算法进行模型的求解。最后,通过仿真验证了该方法的正确性。

分布式电源的准入容量与优化布置的实用方法

分布式电源接入配电网后对电网节点电压、网络潮流、网损等方面带来的影响与分布式电源的准入容量及接入位置密切相关。应用静态负荷模型,以电压不越限与线路载流量为约束条件,建立了分布式电源准入容量与接入位置之间的函数关系。进一步以网损最小为目标函数,将准入容量纳为约束条件建立了分布式电源的最优布置函数关系,并针对典型的配电网负荷分布,提供了经简化的实用化计算函数。结论表明所研究的分布式电源准入容量与优化布置的实用化方法可以为快速准确地解决分布式电源在电网规划中的定址优容与定容选址等相关问题提供重要的参考决策。

考虑继电保护动作的分布式电源在配电网中的准入容量研究

分布式电源(distributed generator,DG)接入系统会引起保护检测电流的变化,从而影响继电保护的保护范围。讨论在满足继电保护可靠动作的前提下,配电网(distribution network,DN)允许接入的分布式电源的最大功率(容量),提出一种考虑配电网保护动作和分布式电源短路电流衰减特性影响的DG准入容量的分析方法,并讨论了单个电源和多个电源接入配电网时的接入点、接入方式及线路参数等对准入容量的影响。分析表明,不改变配电网的原有保护配置的情况下,DG准入容量很小。对此,提出一种仅少量改动配电网保护就能有效提高DG准入容量的方法。最后,对一个10kV配电系统进行了分析计算,验证了提高DG准入容量方法的有效性。

光伏集中并网电压约束下的准入容量与电压波动的评估方法

大容量光伏集中并网必定会对整个配电网特别是并网点的电压造成一定的影响,而光伏出力的随机性也会引起电压的随机波动。为此,建立了光伏集中并网后引起并网点电压偏差的数学模型,导出了以电压偏差不越限为约束的光伏准入容量,定义了能够全面反映母线电压波动情况的4项指标,即分布重心、离散度、偏度和峰度,提出一种评估光伏并网下电力系统电压波动状况的方法。基于光伏出力的随机模型在PSCAD中建立了符合实际情况的光伏电站组件,并以单电源链式配电网为例验证了上述指标的准确性和有效性。最后将所提指标和方法用于某地区含光伏电站电网的电压波动程度的评估,结果表明该指标和方法可为光伏电站并网点的优选提供参考依据。

考虑相间短路影响的分布式电源准入容量计算

在分布式发电的初期阶段,如何在保持现有保护协调性的前提下接入最大容量的分布式电源是面临的首要问题。针对此问题,建立了乐观和保守估计下的准入容量数学模型,介绍了至少准入容量的计算方法。最后,结合杭州电力局配电网数据,推算了一个配电线路所能接入的分布式电源的准入容量,以证明所述数学模型的有解性、合理性。

考虑电压约束的分布式电源接入配电网最大准入容量计算方法

研究了分布式电源接入配电网最大准入容量确定方法。从配电网接纳分布式电源的角度出发,在考虑节点电压约束的前提下,建立了含负荷不确定性的分布式电源接入配电网最大准入容量的双层规划数学模型,通过适当的变换将求解双层规划问题变成求解多次单层规划的问题,然后提出采用可信赖域序列二次规划算法来求解变换后的单层规划问题。为验证所提方法,对IEEE 33节点系统算例进行了仿真,结果表明所提算法能较好地求解分布式电源接入配电网最大准入容量的问题。

考虑静态安全约束的分布式电源准入容量计算

分布式电源的接入给配电网带来了一系列影响,在大量分布式电源亟待并网运行的趋势下,研究一个系统能够承受的分布式电源容量具有重要意义。该文分析了分布式电源对配电网电压分布和线路潮流的影响以及分布式电源并网位置和功率因数对准入容量的影响,从电力系统静态安全约束的角度出发,建立了计算分布式电源准入容量的数学模型。对于多个分布式电源的情况,提出了准入容量计算的双层优化模型和相应的优化求解算法,并通过对实际配电系统进行分析,验证了该方法的正确性和有效性。

计及短路电流约束的分布式电源准入容量的计算

在尽量不调整配电保护装置的情况下,针对分布式电源的准入容量问题,提出计及短路电流约束的准入容量计算原理和模型,对配电网中计及DG影响的故障计算原理进行分析.该模型的主要特点是把短路约束条件表达为分布电源准入容量与其次暂态电抗之间的函数关系.通过对单分布式电源和多分布式电源的计算和分析,验证了此方法的可行性.

基于电压偏差机会约束的分布式光伏发电准入容量研究

针对光伏发电并网输出功率随机性及相关性导致配电网节点电压越限的不确定性,提出基于电压偏差机会约束的分布式光伏发电并网准入容量规划方法。首先,建立考虑光伏相关性的配电网概率潮流计算模型,将Nataf变换与基于矩法的三阶多项式正态变换相结合处理光伏的相关性,采用多重积分理论和Gram-Charlier级数展开得到配电网节点电压分布;然后,以最大化光伏发电并网准入容量为规划目标,电网电压不越限为机会约束,建立基于电压偏差机会约束的光伏并网准入容量计算模型,利用改进的随机权重粒子群算法对模型进行求解。仿真算例结果表明该方法能够提高光伏并网容量,使配电网运行满足电压偏差不越限。

考虑运行风险约束的风电场群准入容量分析

提出一种考虑风电时空分布特性和运行风险约束的多风电场准入容量分析方法。通过引入Copula函数刻画风电场群并网时各风电场出力在时间上的随机性和在空间上的相关性。在综合考虑线路及旋转备用风险的基础上,建立了一定风险阀值下的多变量、非线性优化模型,并利用基于蒙特卡洛模拟技术的改进粒子群爬山混合算法求解。以含2个风电场的IEEE-30节点系统为算例,仿真结果表明了风电时空分布特性、风险水平和备用容量等因素对准入容量的重要影响,并验证了上述方法的可行性和有效性。

考虑电流保护可靠性的分布式电源准入容量研究

为了研究配电网对分布式电源的最大准入容量,利用DIg SILETT建立同步发电机型的分布式电源,分析配电网各个母线对分布式电源的准入容量以及限制因素。仿真分析结果表明,在不改变现有三段式电流保护的前提下,从分布式电源接入对配电网电流保护可靠性影响角度进行分析,不同母线对分布式电源准入容量的限制差异较大,最后提出可以通过重新整定保护装置的动作值和采用电压电流连锁速断保护来提高分布式电源的准入容量。

考虑低电压穿越特性的光伏电站准入容量研究

随着光伏电站的接入,配电网由单电源结构变成双电源或多电源结构,在发生故障时可能引起短路电流大小和方向的变化,导致原有保护的不正确动作。与传统同步发电机相比,光伏电站的短路电流特性有很大差异,且受到光伏电站低电压穿越控制策略的影响。讨论在满足保护正确动作的前提下,考虑光伏电站的短路电流特性,提出在不改变原有保护的条件下确定光伏电站准入容量的方法,并提出提高光伏电站准入容量的改进措施,为电网规划和调度运行提供指导。最后,通过对某含光伏电站的10kV配电网进行分析计算和仿真,验证了该文方法的有效性。

以改造配电网设备适应性为目的的分布式电源准入容量计算

针对并网分布式电源对配电网设备运行的影响,提出分布式电源在配电网稳定运行和短路故障情况下的计算模型,以配电网输电线路、断路器及电流保护等主要设备的安全运行作为约束条件计算分布式电源极限准入容量,并得到限制分布式电源并网容量的配电设备及相关参数,以此为依据定位配电网设备适应能力薄弱点并提出相应的改造措施。计算结果表明,个别配电设备对分布式电源的适应能力较差,大大制约了分布式电源并网容量的增加。对此文中提出一种通过更新少量设备以有效提高配电网设备适应能力的改造策略,并通过对某10 k V配电网的仿真计算验证了所提改造策略的有效性。

考虑分接头振荡约束的分散电源准入容量计算

随着电力需求的持续增长,大量分散电源接入系统,如何准确计算准入容量以及评估分布式电源接入对系统的影响尤为必要。基于一个考虑有载调压变压器分接头动作特性的离散动态方程,研究分散电源对分接头动作稳定性的影响,提出了一种考虑分接头振荡约束的分散电源准入容量计算模型,并进行了考虑分散电源解列情况的准入容量计算,提出了使用无功补偿设备来提高准入容量的方法,并用二分法通过IEEE-112节点系统的仿真算例对此模型进行了求解,说明该模型的合理有效性。

计及配电网电流保护整定原则的逆变型分布式电源准入容量计算

为评估逆变型分布式电源(IBDG)接入对配电网原有保护的影响并配置适合的保护方案,提出了一种计及配电网原有三段式电流保护整定原则的IBDG准入容量计算方法。不断假设、校验和修正IBDG的运行状态,选择使得校验结果和假设吻合的短路电流计算公式,并最终计算得到满足保护选择性和灵敏性要求的IBDG准入容量。对含IBDG的10 kV配电网进行IBDG准入容量计算和仿真验证,结果验证了所提方法的有效性。

考虑配电网保护约束的IIDG准入容量及对策分析

逆变型分布式电源(IIDG)在系统故障时的输出特性与旋转电机有显著差异。考虑逆变器有限的过流能力建立了恒功率并网控制策略下的IIDG输出模型,定性分析配电网不同位置故障时IIDG的接入对继电保护可能的影响并推导含IIDG的短路电流计算公式。进而在保护配置不做出调整的条件下求得多个特定接入点处的IIDG的最大准入容量,并与未考虑过流限制的计算结果进行对比分析。为满足含高渗透率IIDG的复杂配电网保护需要,提出了一种配电网区域划分基础上的新型故障定位算法并借助算例进行了验证。

基于机会约束规划的农村配电网光伏电源极限准入容量计算方法

为避免考虑小概率事件的发生而影响光伏电源极限接入容量的计算,文章在考虑光伏电源和负荷随机性的基础上,提出了基于电压偏差机会约束的光伏电源极限接入容量计算方法。首先,以最大化光伏电源极限接入容量为目标,以电压偏差为机会约束条件,建立光伏电源极限接入容量的计算模型;然后,利用基于拉丁超立方采样(Latin Hypercube Sampling,LHS)的概率潮流算法得到节点电压统计特性,并利用概率潮流计算结果和量子遗传算法求解该模型;最后,通过IEEE34节点算例和甘肃省某地区农村配电网的仿真计算,验证了所提方法的有效性和可行性。