含分布式發(fā)電的潮流計(jì)算

1、含分布式發(fā)電的潮流計(jì)算 指導(dǎo)老師：楊偉 姓名：包楊n 分布式發(fā)電n 分布式發(fā)電對電網(wǎng)的影響n 基于網(wǎng)損靈敏度含分布式發(fā)電的潮流計(jì)算n 目前，國際上對于分布式發(fā)電并沒有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)范化定義，但基本概念是一致的。相對于傳統(tǒng)集中式發(fā)電而言，分布式發(fā)電是指分布安置在需求側(cè)的能源梯級綜合利用，其容量很小。通過在需求現(xiàn)場根據(jù)用戶對能源的不同需求，實(shí)現(xiàn)對口供應(yīng)能源，將輸送環(huán)節(jié)的損耗降至最低，來達(dá)到經(jīng)濟(jì)、高效、可靠地發(fā)電從而實(shí)現(xiàn)能源利用的最大化。n 根據(jù)分布式發(fā)電通常所使用的技術(shù)可分為:柴(汽)油機(jī)組發(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、燃料電池微型燃?xì)廨啓C(jī)，小水電等。還可分為機(jī)電接口模型，電力電子變流器

2、接口模型。n 分布式電源是未來電網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)新趨勢。分布式電源的發(fā)展，將對傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的影響。n 目前全世界的供電模式大多采用大機(jī)組、大電網(wǎng)、高電壓為主的集中式供電方式。隨著當(dāng)今社會對電力供應(yīng)安全性、可靠性等要求越來越高，集中式大電網(wǎng)供電模式由十自身的缺陷和不足，已不能很好的滿足社會的發(fā)展和用戶的需求。n 分布式發(fā)電有著傳統(tǒng)發(fā)電所不能比擬的優(yōu)勢。 1.經(jīng)濟(jì)性 2.環(huán)保性 3.可靠性 4.調(diào)峰作用 5.黑啟動 6.電力市場問題n 當(dāng)前配電網(wǎng)一般為閉環(huán)設(shè)計(jì)開環(huán)運(yùn)行，用戶側(cè)無電源。分布式電源接入配電網(wǎng)后，輻射狀的網(wǎng)絡(luò)將變?yōu)橛脩艋ヂ?lián)的閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)，潮流方向已不像以往那樣單向的從變電站母線流向負(fù)荷

3、，有可能會出現(xiàn)回流等情況。因此需要對配電網(wǎng)的潮流分布重新進(jìn)行分析。分布式電源的接入會對配電網(wǎng)產(chǎn)生一系列的影響，n 影響1.電壓：由于饋線上的傳輸功率減少以及分布式電源 輸出的無功功率，使得沿饋線的各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的電壓 有所升高。2.損耗：分布式電源的接入會改變線路潮流的大小與方 向，可能減小也可能增大系統(tǒng)損耗。3.繼保：傳統(tǒng)的配電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置不具有方向性，當(dāng) 接入分布式電源后，配電網(wǎng)成為一個(gè)閉環(huán)的多電源系統(tǒng)，這就要求其保護(hù)設(shè)備應(yīng)具有方向性，因此對傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置提出了挑戰(zhàn)4.可靠性：分布式電源的接入可能提高系統(tǒng)的可靠性， 也可能降低系統(tǒng)的可靠性。這取決十大電網(wǎng)和分布式電源之間的協(xié)調(diào)能力。5.電

4、能質(zhì)量：分布式電源的接入會對電網(wǎng)產(chǎn)生一定程度的擾動，不僅會引起電壓閃爍，同時(shí)也會產(chǎn)生大量的諧波。6.故障電流：分布式電源的接入提高了配電網(wǎng)的故障電流水平。n 由于分布式發(fā)電的自身的不確定性，造成現(xiàn)在對系統(tǒng)潮流計(jì)算的不確定性?，F(xiàn)在還沒有系統(tǒng)的提出對分布式發(fā)電潮流計(jì)算的規(guī)范。n 這里提出一種基于網(wǎng)損靈敏度的計(jì)算方法n 在含有分布式發(fā)電的電網(wǎng)中，系統(tǒng)的有功損耗為待求量。由變電站和各個(gè)參與調(diào)節(jié)的分布式發(fā)電系統(tǒng)承擔(dān)。每個(gè)參與源所占的比值由參與因子決定所有的參與因子總和為1。 n 其中 0 變電站節(jié)點(diǎn)，即平衡節(jié)點(diǎn)； m 參與系統(tǒng)有功損耗分配的發(fā)電機(jī)組； 整個(gè)系統(tǒng)的有功損耗； 第i臺發(fā)電機(jī)的有功損耗；參與因

5、子反映網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、負(fù)荷的增量情況，其引入是在考慮了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，?fù)荷分布，發(fā)電機(jī)的定位和電源容量的情況。n 由于通過電力電子變換器與系統(tǒng)相聯(lián)的分布式發(fā)電發(fā)出的是直流電，需要并網(wǎng)逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為交流電。在潮流計(jì)算過程中，并非所有的分布式發(fā)電都需要調(diào)整有功出力。由于各個(gè)分布式發(fā)電所采用的控制技術(shù)不同，因此分布式發(fā)電在潮流計(jì)算過程中可以兩種模型:將參與系統(tǒng)網(wǎng)損分配的分布式發(fā)電作為PV節(jié)點(diǎn)，此PV節(jié)點(diǎn)不同于傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，因?yàn)榉植际桨l(fā)電的有功出力在每次迭代過程中都需要調(diào)整;將未參與性的分布式發(fā)電作為PQ節(jié)點(diǎn)，不參與系統(tǒng)網(wǎng)損的分配。n 將參與的分布式發(fā)電看成PV節(jié)點(diǎn)，參與性的分布式發(fā)電擁有特定的電壓等級將

6、變電站作為電壓相位參考節(jié)點(diǎn)，變電站和分布式發(fā)電共同參與系統(tǒng)有功網(wǎng)損的分配。設(shè)系統(tǒng)有n+1個(gè)節(jié)點(diǎn)，有m個(gè)發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)，變電站為0號節(jié)點(diǎn)，第1m為發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)，第m+1n號節(jié)點(diǎn)為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)或聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。n 運(yùn)用基于網(wǎng)損靈敏度的參與因子，各個(gè)參與源(包括變電站和參與性的分布式發(fā)電機(jī)組)輸出的有功功率可以表示為發(fā)電機(jī)的功率輸出n 在經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配中，基于分布式松弛母線模型中引入 為額外未知量，所以所有節(jié)點(diǎn)的注入功率中至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的P. Q不能預(yù)先給出，為了保持系統(tǒng)平衡，需要將分布式松弛母線中的配網(wǎng)變電站這個(gè)參與源作為電壓相角參考母線，因此變電站的有功平衡方 程為: n 其中 為變電站母線的有功負(fù)荷， 為變電站

7、母線的有功潮流不平衡量n n 其中， 和 為節(jié)點(diǎn) i 的有功功率和無功功率失配量 和 為節(jié)點(diǎn)i的有功發(fā)電功率和無功發(fā)電功率； 和 為節(jié)點(diǎn)i的有功負(fù)荷和無功負(fù)荷。 對于發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)，其輸出功率有一定限制，檢查參與性的分布式電源的功率是否越界，如果越界，該分布式電源轉(zhuǎn)化為PQ節(jié)點(diǎn)，判斷原有的分布式電源所在的PQ節(jié)點(diǎn)功率是否恢復(fù)限值，如果恢復(fù)則將該P(yáng)Q節(jié)點(diǎn)重新轉(zhuǎn)化為PV節(jié)點(diǎn)注入潮流，重新設(shè)定初始參數(shù)；沒有恢復(fù)功率限值則將此節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為PQ節(jié)點(diǎn)。n 網(wǎng)損靈敏度計(jì)算公式如下n 有功網(wǎng)損靈敏度是節(jié)點(diǎn)注入或流出有功時(shí)，系統(tǒng)總有功網(wǎng)損的變化情況。有功網(wǎng)損靈敏度和無功網(wǎng)損靈敏度反映網(wǎng)損功率隨負(fù)荷功率的變化和發(fā)電機(jī)出力變化情況。網(wǎng)損靈敏度因子反映了一定的運(yùn)行方式下，節(jié)點(diǎn)的變化引起單位負(fù)荷的網(wǎng)損的變化。n 有功網(wǎng)損靈敏度，可能為負(fù)，在經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配中，通過拉格朗日因子引入懲罰因子對網(wǎng)絡(luò)損耗進(jìn)行修正，其懲罰因子為n 由于靈敏度或懲罰因子僅代表系統(tǒng)有功損耗的變化，對于每個(gè)參與源的有功負(fù)荷也應(yīng)包括在它們的參與因子所連接的有功損耗。因此，網(wǎng)絡(luò)靈敏度參與因子由懲罰因子決定如下: n 不但包括電壓相角母線，而且在經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配中，發(fā)電機(jī)母線的有功注入量在每次迭代過程中得到更新。這些參與源的參與因子在每次迭代過程中需要重新計(jì)算，即n 按照常規(guī)潮流算法，電網(wǎng)中的不平