CN112380490A - 台区接入分布式电源的电压波动性评价方法 - Google Patents

台区接入分布式电源的电压波动性评价方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112380490A
CN112380490A CN202010942069.1A CN202010942069A CN112380490A CN 112380490 A CN112380490 A CN 112380490A CN 202010942069 A CN202010942069 A CN 202010942069A CN 112380490 A CN112380490 A CN 112380490A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
node
power supply
area
distributed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010942069.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112380490B (zh
Inventor
陈建铭
韩翊
聂峥
戴瑞金
彭勇
高国杰
韩威
张康
唐伯华
张紫龙
徐安丽
毛琼琦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Huayun Information Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Huayun Information Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Huayun Information Technology Co Ltd filed Critical Zhejiang Huayun Information Technology Co Ltd
Priority to CN202010942069.1A priority Critical patent/CN112380490B/zh
Publication of CN112380490A publication Critical patent/CN112380490A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112380490B publication Critical patent/CN112380490B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • G06F17/11Complex mathematical operations for solving equations, e.g. nonlinear equations, general mathematical optimization problems
    • G06F17/12Simultaneous equations, e.g. systems of linear equations
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • G06F17/18Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06Energy or water supply
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00022Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using wireless data transmission
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/20Smart grids as enabling technology in buildings sector
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/126Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wireless data transmission

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本申请实施例提出了台区接入分布式电源的电压波动性评价方法,包括基于接收到的功率数据确定分布式并网电源出力最小时刻的节点参数;根据确定分布式并网电源出力最小时刻的节点参数计算各节点的电压,对得到的电压进行归一化处理;结合低压电力系统合格的电压阈值范围对得到的归一化结果中的数值绘制封闭图形,得到封闭图形的面积;结合得到的封闭图形面积计算分布式电源出力最大的条件下各点电压构成的面积比值,将得到的面积比值作为评估分布式并网电源接入台区,对台区电压影响的结果。基于海量数据建立的评估模型更加精细,针对台区接入基于新能源的并网电源的影响的评估结论更加准确,为电力部门相关人员提供审批依据。

Description

台区接入分布式电源的电压波动性评价方法
技术领域
本申请属于数据统计领域,尤其涉及台区接入分布式电源的电压波动性评价方法。
背景技术
在配电网中,一台变压器的供电范围或区域称之为台区。近年来,随着分布式新能源电源的广泛使用,用户向电力部门申请安装分布式新能源并网系统越来越多,由于这些分布式电源均为不可控电源,给配电网带来的隐患也越来越多。目前已有文献分析了分布式并网电源接入台区内导致台区内电压波动的影响,但这些分析仅仅是定性的,其大部分的结论是对台区电压具有一定的支撑。然而,针对具体的台区,其历史电压水平、负荷变化趋势情况,当接入基于新能源的分布式并网电源时,其对台区内节点的电压支撑作用可能导致节点电压超过合格范围;又由于新能源系统的出力随机性,重负荷时又可能导致节点电压低于合格范围,这些情况将对配电网电压考核的要求产生影响。
当前,电力部门收到用户安装基于新能源的安装申请时,均不能定量地评估本台区是否适合接入分布式并网电源,拒绝或者同意用户安装要求也均没有充足的理论依据,完全由受理人员主观判断,增大了现场执行人员的难度。
发明专利201510482936.7提出了一种分布式光伏接入线路电压波动估算方法,它通过构建简易模型,实现了光伏接入后线路末端电压波动的便捷估算,有助于电网规划设计人员快速判定光伏接入对线路末端电压造成的影响。该发明专利的缺陷是:1)它仅针对末端节点电压进行估算并分析其影响,而台区内可能接有几十个节点,有些节点电压受接入并网电源的影响波动大,有些节点电压受影响的波动小,若仅掌握节点电压的变化情况,仍然无法评价整个台区受接入分布式电源影响的整体情况;2)它的建模中仅考虑了接入的分布式电源容量,未考虑实际节点的负荷变化情况,然后引入末端电压修正的方法弥补这个缺陷,而修正电压的公式中需要获取并网电源接入后待测线路末端在最大负荷下的电压值以及并网电源接入后待测线路末端在最小负荷下的电压值,这种方法在实际应用中不可行的,因为电网规划设计人员是不能在并网电源接入后获取数据再去规划的,也即其修正措施没有可行性;此外,其最大负荷、最小负荷的条件下的电压在没有准确监测的条件下也难以获得;3)该发明者需要“获取待测线路各线路段的长度以及单位长度电阻信息”,这个条件也是不可行的,因为实际操作中该条件难以获取准确数据,线路长度这些数据只能依靠工作人员估算,而接入并网电源节点电压波动本来变化并不大,该模型参数中引入较大的不可靠数据将给整个系统的估算带来较大误差。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺点和不足,本申请提出了台区接入分布式电源的电压波动性评价方法,基于海量数据建立的评估模型更加精细,针对台区接入基于新能源的并网电源的影响的评估结论更加准确。
具体的,本申请实施例提出的台区接入分布式电源的电压波动性评价方法,包括:
步骤1,获取台区内节点低压监测装置中的节点电参数,将节点电参数传输至台区数据监控中心构建联系方程组;
步骤2,台区数据监控中心基于接收到的功率数据确定分布式并网电源出力最小时刻的节点参数;
步骤3,根据确定分布式并网电源出力最小时刻的节点参数计算各节点的电压,对得到的电压进行归一化处理;
步骤4,结合低压电力系统合格的电压阈值范围对得到的归一化结果中的数值绘制封闭图形,得到封闭图形的面积;
步骤5,对节点电压受分布式电源影响超出电力系统电压合格范围的进行加权处理;
步骤6,结合得到的封闭图形面积计算分布式电源出力最大的条件下各点电压构成的面积比值,将得到的面积比值作为评估分布式并网电源接入台区,对台区电压影响的结果;
步骤7,改变分布式电源接入的节点位置P,重复步骤3-6,得到分布式并网电源接入不同节点的评价结果C,将C最大对应的节点作为建议接入分布式电源最佳节点。
可选的,所述步骤1包括:
台区内的节点低压监测装置LTU将包括电压、电流,节点有功、无功功率以及电能的节点电参数,通过无线通讯的方式传输到台区数据监控中心,台区数据监控中心计算节点的最大负荷和最小负荷数值,将最大负荷对应的P总max和Q总max及节点k-1与k之间测得电压Uk-1 max和Ukmax代入
Figure BDA0002673972110000031
建立关于Rk与Xk的方程,同理将最小负荷对应的P总min和Q总min及节点k-1与k之间测得电压Uk-1 min和Ukmin代入式
Figure BDA0002673972110000041
建立关于Rk与Xk的另一个方程,解得方程组可得节点k-1与k之间的线路电阻R和X的大小,台区数据监控中心按日将各节点最大负荷、最小负荷、电压、电流以及节点线路参数保存在数据库中。
可选的,所述步骤2包括:
步骤2,台区数据监控中心单元接收用户申请安装的分布式并网电源额定输出有功功率PPV和无功功率QPV,从数据库搜索最近一年的各节点最大负荷Pimax、Qimax和最小负荷Pimin、Qimin,将最近一个月的节点线路阻抗取平均值为Riavg和Xiavg,考虑分布式并网电源出力的随机性和负荷变化的不可预见性,节点波动最不利的条件是节点负荷最大为Pimax、Qimax,分布式并网电源出力最小为PPVmin=0.1PPV和QPVmin=0.1QPV,此时节点电压最低;而负荷最小为Pimin、Qimin,分布式并网电源出力最大为PPVmax=PPV和PVmax=QPV,此时节点电压最高。
可选的,所述步骤3包括:
步骤3,设定分布式并网电源接入节点P位置,以最不利条件分别将台区内各节点Pi=Pimax、Qi=Qimax、PPVmin=0.1PPV、QPVmin=0.1QPV、Rk=Riavg、Xk=Xiavg和Pi=Pimin、Qi=Qimin、PPVmin=PPV、QPVmin=QPV、Rk=Riavg、Xk=Xiavg代入公式
Figure BDA0002673972110000042
和公式
Figure BDA0002673972110000051
计算台区内各节点的电压Um1和Um2,其中Um1为最大负荷时m节点的电压,Um2为最小负荷时m节点的电压,并取台区额定电压UN作为参考电压,将求取Um1/UN和Um2/UN将节点电压归一化,式中m>接入点P的取值。
可选的,所述步骤4包括:
步骤4,低压电力系统合格的电压阈值范围为UL和UH,将其归一化为UL/UN和UH/UN,以单位1为半径作一圆,根据节点数n将圆分为n等份,如图3表示节点数为6的台区电压波动性评价示意图,圆半径为1,1,2,3,4,5,6点分别表示各节点归一化的数值Um/UN,连接1,2,3,4,5,6形成一个闭合图形,设该图形所包围的面积为S1,假设台区内接入分布式并网电源后,各节点的电压受到分布式电源的支撑作用后,节点电压为1’,2’,3’,4’,5’6’,连接1’2’,3’,4’,5’6’形成的闭合图形面积为S1’。
可选的,所述步骤5包括:
步骤5,对节点电压受分布式电源影响超出电力系统电压合格范围的进行加权处理,设台区数据监控中心单元计算得到的节点电压为Um,当Um>UH,该节点电压归一化值为0;当UN<Um<UH,该节点电压归一化值为2-Um/UN;当UL<Um<UN,该节点电压归一化值为Um/UN;当Um<UL,该节点电压归一化值为1。
可选的,所述步骤6包括:
步骤6,以外圆面积S0基准面积,其半径为1,加权后各节点归一值分别标示在半径对应的长度上,连接各节点足够闭合图形S,未接入分布式并网电源前各节点电压归一值构成的面积为S1,接入分布式电源在最不利条件下得到的各节点电压归一值构成的面积分别为S2和S3,S2表示负荷最大、分布式电源出力最小的条件下各点电压构成的面积,S3表示负荷最小、分布式电源出力最大的条件下各点电压构成的面积,则其电压波动评价前后的结果分别为C1=S1*100/S0、C2=S2*100/S0、C3=S3*100/S0,取平均值C=(C2+C3)/2作为分布式并网电源的评价结果,
C的值越大表示对台区电压的支撑越好,电力部门相关人员可以根据C值的大小作为评估分布式并网电源接入台区,对台区电压影响的结果,而当C3<C1表示节点电压具有多点超出了规定的电压阈值范围,本台区不适合接入分布式并网电源。
本申请提供的技术方案带来的有益效果是:
在当前信息化比较完善的配电网系统中,不需要安装更多的硬件设备,而且基于海量数据建立的评估模型更加精细,针对台区接入基于新能源的并网电源的影响的评估结论更加准确,为电力部门相关人员提供审批依据。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请的台区电压波动评价系统节点拓扑结构图;
图2是本申请的节点1与节点2之间的电压电流相量图;
图3是本申请的接入分布式并网电源电压正常的评价图;
图4是本申请的接入分布式并网电源电压超出阈值UH的评价图。
具体实施方式
为使本申请的结构和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请的结构作进一步地描述。
实施例一
台区接入分布式电源的电压波动性评价系统包含一台变压器,其通过电力线路连接了n个负荷,每个负荷节点处安装有低压监测装置,用于测量该节点的电压、电流、负荷有功、无功功率以及电能等数据,每隔15分钟通过无线传输的方式,将节点数据发送到台区监控中心台区数据监控中心单元;
台区数据监控中心单元对节点数据进行处理,并按日将各节点最大负荷、最小负荷、电压、电流以及节点线路参数保存在数据库中。
台区接入分布式电源的电压波动性评价方法,如图1为台区电压波动评价系统节点电压拓扑结构图,图中变压器输出电压为U0,Z为线路阻抗,Zn=Rn+jXn,Rn、Xn分别为第n-1个节点到第n个节点的线路的电阻和电抗。U1,U2为个负荷接入点电压,Pi+jQi为节点i的负荷有功、无功功率。台区数据监控中心单元为台区数据监控中心单元,它接收各节点的电参数数据,并进行相应处理。LTUi表示节点i处的低压监测装置,它测量该节点的电压、电流、负荷有功、无功功率以及电能等数据,每隔15分钟通过无线传输的方式,将节点数据发送到台区监控中心。
由图1可知
Figure BDA0002673972110000071
设节点0的电压
Figure BDA0002673972110000081
和电流
Figure BDA0002673972110000082
之间的相角为θ,根据式(1),可得节点0的电压
Figure BDA0002673972110000083
与节点1的电压
Figure BDA0002673972110000084
以及从节点0流入到Z1的电流
Figure BDA0002673972110000085
之间的相量图如图2所示。
从相量图可知,
Figure BDA0002673972110000086
投影到
Figure BDA0002673972110000087
上的大小为I*R1cosθ,而
Figure BDA0002673972110000088
投影到
Figure BDA0002673972110000089
上的大小为I*X1sinθ。由于导线的阻抗较小,即可认为
Figure BDA00026739721100000810
Figure BDA00026739721100000811
之间的相角α很小,即
Figure BDA00026739721100000812
则根据图2的相量关系可以得出
Figure BDA00026739721100000813
Figure BDA00026739721100000814
的有效值关系为:
U1=U0-I*R1cosθ-I*X1sinθ (2)
其中U1、U0以及I分别为节点电压和电流的有效值。
从图1、2可以看出,从节点0处向右传递的总有功功率为P总,向右传递的总无功功率为Q总,从图2可知,节点0传递的有功功率为U0Icosθ,传递的有功功率为U0Isinθ,
即:
P总=U0Icosθ (3)
Q总=U0Isinθ (4)
由式(3),式(4)可得:
Icosθ=P总/U0 (5)
Isinθ=Q总/U0 (6)
将式(5)、(6)代入式(2)可得:
U0-U1=ΔU=(P总*R1)/U0+(Q总*X1)/U0 (7)
从式(7)可以得出节点0到节点1之间的电压差。
根据式(7),对于第k-1个节点和第k个节点的电压差为:
Figure BDA00026739721100000815
可见,第m个节点的电压为:
Figure BDA0002673972110000091
根据式(9)可以计算出各节点的电压。
当在台区接入分布式电源时,设光伏接入点为P点,如图1的PV,其输出有功、无功功率分别为PPV和QPV,设k在P节点前,即0<k<P。第k-1和k节点之间的电压差由式(8)变为:
Figure BDA0002673972110000092
显然,当m<P时,此时第m点的电压为:
Figure BDA0002673972110000093
当P<m<n时,此时第m点的电压为:
Figure BDA0002673972110000094
由式(11)可以看出,当分布式电源的功率PPV的电压大于该节点后的总功率时,线路出现逆潮流,节点电压升高,反之,线路潮流单向向负荷流动,节点电压依次降低。可见,基于新能源的分布式并网电源,由于出力的随机性以及负荷的变化,将导致节点电压的波动,严重时某些节点甚至超出允许的阈值。根据国标定义的低压电力系统合格的电压阈值范围为UL和UH,显然台区各节点电压超出阈值范围是不允许的,台区内接入分布式并网电源后对电网电压的支撑应不超过阈值范围。因此,台区接入基于新能源的分布式并网电源,针对其各节点电压波动进行合理的评价,并根据评价的结果判定该台区接入分布式并网电源的利弊,为台区接入分布式并网电源的抉择提供依据。
下面结合实例叙述台区接入分布式电源的电压波动评价方法。
当台区用户申请接入分布式并网电源时,用户应提供分布式并网电源额定输出有功功率PPV和无功功率QPV的数据。
台区接入分布式电源的电压波动性综合评价方法,其步骤如下:
步骤1,台区内的节点低压监测装置LTU将节点电参数如电压、电流,节点有功、无功功率以及电能通过无线通讯的方式传输到台区数据监控中心单元,台区数据监控中心单元计算节点的最大负荷和最小负荷数值,并将最大负荷对应的P总max和Q总max及节点k-1与k之间测得电压Uk-1max和Ukmax代入
Figure BDA0002673972110000101
建立关于Rk与Xk的方程,同理将最小负荷对应的P总min和Q总min及节点k-1与k之间测得电压Uk-1min和Ukmin代入式
Figure BDA0002673972110000102
建立关于Rk与Xk的方程另一个方程,解得方程组可得节点k-1与k之间的线路电阻R和X的大小。台区数据监控中心单元按日将各节点最大负荷、最小负荷、电压、电流以及节点线路参数保存在数据库中。这个步骤的特征是基于测量的有功、无功功率以及各点电压、电流等信号,进行节点间Rk与Xk的计算,获取准确的节点间线路参数。
步骤2,台区数据监控中心单元(台区数据监控中心单元)接收用户申请安装的分布式并网电源额定输出有功功率PPV和无功功率QPV,从数据库搜索最近一年的各节点最大负荷Pimax、Qimax和最小负荷Pimin、Qimin,将最近一个月的节点线路阻抗取平均值为Riavg和Xiavg,考虑分布式并网电源出力的随机性和负荷变化的不可预见性,节点波动最不利的条件是节点负荷最大为Pimax、Qimax而分布式并网电源出力最小为PPVmin=0.1PPV和QPVmin=0.1QPV,此时节点电压最低;而负荷最小为Pimin、Qimin而分布式并网电源出力最大为PPVmax=PPV和QPVmax=QPV,此时节点电压最高。
步骤3,设定分布式并网电源接入节点P位置,以最不利条件分别将台区内各节点Pi=Pimax、Qi=Qimax、PPVmin=0.1PPV、QPVmin=0.1QPV、Rk=Riavg、Xk=Xiavg和Pi=Pimin、Qi=Qimin、PPVmin=PPV、QPVmin=QPV Rk=Riavg、Xk=Xiavg代入公式
Figure BDA0002673972110000111
(m<接入点P)和公式
Figure BDA0002673972110000112
(m>接入点P),计算台区内各节点的电压Um1和Um2,其中Um1为最大负荷时m节点的电压,Um2为最小负荷时m节点的电压,并取台区额定电压UN作为参考电压,将求取Um1/UN和Um2/UN将节点电压归一化。
步骤4,低压电力系统合格的电压阈值范围为UL和UH,将其归一化为UL/UN和UH/UN,以单位1为半径作一圆,根据节点数n将圆分为n等份,如图3表示节点数为6的台区电压波动性评价示意图,圆半径为1,1,2,3,4,5,6点分别表示各节点归一化的数值Um/UN,连接1,2,3,4,5,6形成一个闭合图形,设该图形所包围的面积为S1,假设台区内接入分布式并网电源后,各节点的电压受到分布式电源的支撑作用后,节点电压为1’,2’,3’,4’,5’6’,连接1’,2’,3’,4’,5’6’形成的闭合图形面积为S1’。显然,分布式并网电源对电压的支撑使S1内各节点电压电力系统规定的合格电压阈值范围内则表示分布式并网电源对台区电压是有促进的作用,改善了台区节点的电压质量;如果分布式并网电源对电压的支撑使节点电压有超出最高阈值UH,则表示由于分布式电源的接入导致节点电压超出了台区电压合格范围,这种情况是不允许的;还有,当节点电压低于下限阈值UL的时候,表示由于负荷较重,电网电压自身已经不能满足电压合格要求,此时,接入分布式并网电源是及时有效的补充,应以鼓励。
步骤5,为了准确地评价分布式并网电源对各节点作用的影响,对节点电压受分布式电源影响超出电力系统电压合格范围的进行加权处理,设台区数据监控中心单元计算得到的节点电压为Um,当Um>UH,该节点电压超过了国标规定的阈值,应采取惩罚处理,因此该节点电压归一化值取为0;当UN<Um<UH,该节点电压归一化值为2-Um/UN;当UL<Um<UN,该节点电压归一化值为Um/UN;当Um<UL,显然接入分布式电源对台区功率具有较好的补充,值得奖励,因此该节点电压归一化值为1。图4为接入分布式并网电源电压超出阈值UH的评价图,该图表示节点2接入分布式电源后,电压大于UH,所以该节点电压归一化值为0,得到的图形变为1”2”3”4”5”6”,可见,由于2”归一化值为0,1”2”3”4”5”6”构成的图形面积S2小于未接有分布式电源构成图形的面积S1。经这样的加权处理后,使用面积大小来进行电压波动评价不但实现了定量的评价而且结果直观,便于比较。
步骤6,以外圆面积S0基准面积,其半径为1,加权后各节点归一值分别标示在半径对应的长度上,连接各节点足够闭合图形S,未接入分布式并网电源前各节点电压归一值构成的面积为S1,接入分布式电源在最不利条件下得到的各节点电压归一值构成的面积分别为S2和S3,其中S2表示负荷最大、分布式电源出力最小的条件下各点电压构成的面积,S3表示负荷最小、分布式电源出力最大的条件下各点电压构成的面积,则其电压波动评价前后的结果分别为C1=S1*100/S0、C2=S2*100/S0、C3=S3*100/S0,取平均值C=(C1+C2)/2作为分布式并网电源的评价结果,显然,C的值越大表示对台区电压的支撑越好,电力部门相关人员可以根据C值的大小作为评估分布式并网电源接入台区,对台区电压影响的结果,而当C3<C1表示节点电压具有多点超出了规定的电压阈值范围,本台区不适合接入分布式并网电源。
步骤7改变分布式电源接入的节点位置P,重复步骤3-6,得到分布式并网电源接入不同节点的评价结果C,将C最大对应的节点作为建议接入分布式电源最佳节点。
上述实施例中的各个序号仅仅为了描述,不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。以上所述仅为本申请的实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.台区接入分布式电源的电压波动性评价方法,其特征在于,所述评价方法包括:
步骤1,获取台区内节点低压监测装置中的节点电参数,将节点电参数传输至台区数据监控中心构建联系方程组;
步骤2,台区数据监控中心基于接收到的功率数据确定分布式并网电源出力最小时刻的节点参数;
步骤3,根据确定分布式并网电源出力最小时刻的节点参数计算各节点的电压,对得到的电压进行归一化处理;
步骤4,结合低压电力系统合格的电压阈值范围对得到的归一化结果中的数值绘制封闭图形,得到封闭图形的面积;
步骤5,对节点电压受分布式电源影响超出电力系统电压合格范围的进行加权处理;
步骤6,结合得到的封闭图形面积计算分布式电源出力最大的条件下各点电压构成的面积比值,将得到的面积比值作为评估分布式并网电源接入台区,对台区电压影响的结果;
步骤7,改变分布式电源接入的节点位置P,重复步骤3-6,得到分布式并网电源接入不同节点的评价结果C,将C最大对应的节点作为建议接入分布式电源最佳节点。
2.根据权利要求1所述的台区接入分布式电源的电压波动性评价方法,其特征在于,所述步骤1包括:
台区内的节点低压监测装置LTU将包括电压、电流,节点有功、无功功率以及电能的节点电参数,通过无线通讯的方式传输到台区数据监控中心,台区数据监控中心计算节点的最大负荷和最小负荷数值,将最大负荷对应的P总max和Q总max及节点k-1与k之间测得电压Uk- 1max和Ukmax代入
Figure FDA0002673972100000021
建立关于Rk与Xk的方程,同理将最小负荷对应的P总min和Q总min及节点k-1与k之间测得电压Uk-1min和Ukmin代入式
Figure FDA0002673972100000022
建立关于Rk与Xk的另一个方程,解得方程组可得节点k-1与k之间的线路电阻R和X的大小,台区数据监控中心按日将各节点最大负荷、最小负荷、电压、电流以及节点线路参数保存在数据库中。
3.根据权利要求1所述的台区接入分布式电源的电压波动性评价方法,其特征在于,所述步骤2包括:
步骤2,台区数据监控中心单元接收用户申请安装的分布式并网电源额定输出有功功率PPV和无功功率QPV,从数据库搜索最近一年的各节点最大负荷Pimax、Qimax和最小负荷Pimin、Qimin,将最近一个月的节点线路阻抗取平均值为Riavg和Xiavg,考虑分布式并网电源出力的随机性和负荷变化的不可预见性,节点波动最不利的条件是节点负荷最大为Pimax、Qimax,分布式并网电源出力最小为PPVmin=0.1PPV和QPVmin=0.1QPV,此时节点电压最低;而负荷最小为Pimin、Qimin,分布式并网电源出力最大为PPVmax=PPV和PVmax=QPV,此时节点电压最高。
4.根据权利要求1所述的台区接入分布式电源的电压波动性评价方法,其特征在于,所述步骤3包括:
步骤3,设定分布式并网电源接入节点P位置,以最不利条件分别将台区内各节点Pi=Pimax、Qi=Qimax、PPVmin=0.1PPV、QPVmin=0.1QPV、Rk=Riavg、Xk=Xiavg和Pi=Pimin、Qi=Qimin、PPVmin=PPV、QPVmin=QPV、Rk=Riavg、Xk=Xiavg代入公式
Figure FDA0002673972100000031
和公式
Figure FDA0002673972100000032
计算台区内各节点的电压Um1和Um2,其中Um1为最大负荷时m节点的电压,Um2为最小负荷时m节点的电压,并取台区额定电压UN作为参考电压,将求取Um1/UN和Um2/UN将节点电压归一化,式中m>接入点P的取值。
5.根据权利要求1所述的台区接入分布式电源的电压波动性评价方法,其特征在于,所述步骤4包括:
步骤4,低压电力系统合格的电压阈值范围为UL和UH,将其归一化为UL/UN和UH/UN,以单位1为半径作一圆,根据节点数n将圆分为n等份,圆半径为1,1,2,3,4,5,6点分别表示各节点归一化的数值Um/UN,连接1,2,3,4,5,6形成一个闭合图形,设该图形所包围的面积为S1,假设台区内接入分布式并网电源后,各节点的电压受到分布式电源的支撑作用后,节点电压为1’,2’,3’,4’,5’6’,连接1’2’,3’,4’,5’6’形成的闭合图形面积为S1’。
6.根据权利要求1所述的台区接入分布式电源的电压波动性评价方法,其特征在于,所述步骤5包括:
步骤5,对节点电压受分布式电源影响超出电力系统电压合格范围的进行加权处理,设台区数据监控中心单元计算得到的节点电压为Um,当Um>UH,该节点电压归一化值为0;当UN<Um<UH,该节点电压归一化值为2-Um/UN;当UL<Um<UN,该节点电压归一化值为Um/UN;当Um<UL,该节点电压归一化值为1。
7.根据权利要求1所述的台区接入分布式电源的电压波动性评价方法,其特征在于,所述步骤6包括:
步骤6,以外圆面积S0基准面积,其半径为1,加权后各节点归一值分别标示在半径对应的长度上,连接各节点足够闭合图形S,未接入分布式并网电源前各节点电压归一值构成的面积为S1,接入分布式电源在最不利条件下得到的各节点电压归一值构成的面积分别为S2和S3,S2表示负荷最大、分布式电源出力最小的条件下各点电压构成的面积,S3表示负荷最小、分布式电源出力最大的条件下各点电压构成的面积,则其电压波动评价前后的结果分别为C1=S1*100/S0、C2=S2*100/S0、C3=S3*100/S0,取平均值C=(C2+C3)/2作为分布式并网电源的评价结果,
C的值越大表示对台区电压的支撑越好,电力部门相关人员可以根据C值的大小作为评估分布式并网电源接入台区,对台区电压影响的结果,而当C3<C1表示节点电压具有多点超出了规定的电压阈值范围,本台区不适合接入分布式并网电源。
CN202010942069.1A 2020-09-09 2020-09-09 台区接入分布式电源的电压波动性评价方法 Active CN112380490B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010942069.1A CN112380490B (zh) 2020-09-09 2020-09-09 台区接入分布式电源的电压波动性评价方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010942069.1A CN112380490B (zh) 2020-09-09 2020-09-09 台区接入分布式电源的电压波动性评价方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112380490A true CN112380490A (zh) 2021-02-19
CN112380490B CN112380490B (zh) 2023-08-29

Family

ID=74586426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010942069.1A Active CN112380490B (zh) 2020-09-09 2020-09-09 台区接入分布式电源的电压波动性评价方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112380490B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113076618A (zh) * 2021-05-17 2021-07-06 广东电网有限责任公司 一种配电网单线图校正方法、系统、终端设备和存储介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007110809A (ja) * 2005-10-12 2007-04-26 Tokyo Electric Power Co Inc:The 分散型電源を配電ネットワークに連系する際の条件を決定する支援システム及び支援方法
CN105071384A (zh) * 2015-08-09 2015-11-18 国网安徽省电力公司经济技术研究院 一种分布式光伏接入线路电压波动估算方法
CN105514987A (zh) * 2015-12-07 2016-04-20 广东电网有限责任公司中山供电局 10kV配电线路分布式光伏定容方法和系统
CN108074035A (zh) * 2017-11-27 2018-05-25 国网宁夏电力有限公司经济技术研究院 多场景分布式光伏接入配电网运行风险评估方法体系
WO2018095123A1 (zh) * 2016-11-24 2018-05-31 中国电力科学研究院有限公司 确定分布式电源接纳能力的方法和装置、存储介质
CN108336767A (zh) * 2018-03-10 2018-07-27 国网江西省电力有限公司经济技术研究院 一种低压并网分布式电源出力容量可信度评价方法
CN109980662A (zh) * 2019-03-18 2019-07-05 国网浙江省电力有限公司 台区电能质量治理设备最优分布点评估方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007110809A (ja) * 2005-10-12 2007-04-26 Tokyo Electric Power Co Inc:The 分散型電源を配電ネットワークに連系する際の条件を決定する支援システム及び支援方法
CN105071384A (zh) * 2015-08-09 2015-11-18 国网安徽省电力公司经济技术研究院 一种分布式光伏接入线路电压波动估算方法
CN105514987A (zh) * 2015-12-07 2016-04-20 广东电网有限责任公司中山供电局 10kV配电线路分布式光伏定容方法和系统
WO2018095123A1 (zh) * 2016-11-24 2018-05-31 中国电力科学研究院有限公司 确定分布式电源接纳能力的方法和装置、存储介质
CN108074035A (zh) * 2017-11-27 2018-05-25 国网宁夏电力有限公司经济技术研究院 多场景分布式光伏接入配电网运行风险评估方法体系
CN108336767A (zh) * 2018-03-10 2018-07-27 国网江西省电力有限公司经济技术研究院 一种低压并网分布式电源出力容量可信度评价方法
CN109980662A (zh) * 2019-03-18 2019-07-05 国网浙江省电力有限公司 台区电能质量治理设备最优分布点评估方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ABASS Y, ABIDO M, AL-MUHAINI M, ET AL: "Multi-objective optimal DG sizing and placement in distribution systems using particle swarm optimization", 2019 IEEE INNOVATIVE SMART GRID TECHNOLOGIES-ASIA (ISGTASIA) *
PHONRATTANASAK P: "Optimal placement of DG using multiobjective particle swarm optimization", INTERNATIONAL CONFERENCE ON MECHANICAL AND ELECTRICAL TECHNOLOGY *
李蕊: "基于不同商业运营模式的分布式电源/ 微电网综合效益评价方法", 电网技术 *
熊罗珍: "分布式光伏配电网的电压优化控制研究", 中国优秀硕士学位论文电子期刊 *
罗志刚;韦钢;袁洪涛;胡珏;: "基于区间直觉模糊理论的直流配网规划方案综合决策", 电工技术学报 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113076618A (zh) * 2021-05-17 2021-07-06 广东电网有限责任公司 一种配电网单线图校正方法、系统、终端设备和存储介质
CN113076618B (zh) * 2021-05-17 2023-02-24 广东电网有限责任公司 一种配电网单线图校正方法、系统、终端设备和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN112380490B (zh) 2023-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109325694B (zh) 基于承载能力的配电网优选方法
US7979239B2 (en) System and method for monitoring and managing electrical power transmission and distribution networks
US20040158417A1 (en) System and method for monitoring and managing electrical power transmission and distribution networks
Smith et al. It's all in the plans: Maximizing the benefits and minimizing the impacts of DERs in an integrated grid
Chamola et al. Outage estimation for solar powered cellular base stations
CN106529763B (zh) 一种配电系统运行分析方法和装置
CN109829560A (zh) 一种配电网可再生能源发电集群接入规划方法
CN111009914A (zh) 一种面向主动配电网的储能装置选址定容方法
CN105741016B (zh) 一种用于中期电网规划的静态可靠性概率指标获取方法
CN111025081A (zh) 一种配电台区的居民电压监测方法
CN110866691A (zh) 一种孤立批智能电能表的分阶段与分层抽样方法
McLaughlin et al. Application of dynamic line rating to defer transmission network reinforcement due to wind generation
CN112380490A (zh) 台区接入分布式电源的电压波动性评价方法
CN111951125A (zh) 一种基于大数据分析的台区异常户变关系识别方法
Suman et al. Solar-enabled green base stations: Cost versus utility
CN110765591A (zh) 一种基于区块链技术的配电网分布式状态感知与优化方法
CN117195453A (zh) 一种考虑多电压等级耦合的分布式电源承载能力优化方法
CN111080149B (zh) 一种高中低压一体化配电网络可靠性混合计算方法
CN110289646B (zh) 基于元模型的智能软开关就地控制策略优化方法
Xue et al. Structural evaluation for distribution networks with distributed generation based on complex network
Löf et al. Low voltage network monitoring in RTDS environment
Singh et al. A smart volt-var optimization engine for energy distribution system
CN104463365B (zh) 基于配网自动化的无功电压优化分析评估方法
Jiang et al. Comprehensive evaluation system of power quality compensation based on grey relational analysis
CN112307652B (zh) 基于平均剩余寿命重要度的复杂装备系统快速维修方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant