CN115774984A - 一种中压柔性互联线路的分布式电源承载力评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于分布式电源承载力评估技术领域,具体公开了一种中压柔性互联线路的分布式电源承载力评估方法,包括建立分布式电源接入中压柔性互联线路的热稳定评估模型、电压偏差校核模型、谐波校核模型和承载力等级划分模型;本发明针对中压柔性互联线路的分布式电源承载力评估问题,考虑中压柔性互联装置对中压线路的潮流功率、电压、谐波等方面的影响,对《分布式电源接入电网承载力评估导则》中的热稳定评估、电压偏差校核、谐波校核、以及承载力等级划分等进行建模修正,适用于中压柔性互联线路的分布式电源承载力评估。
Description
技术领域
本发明属于分布式电源承载力评估技术领域,具体涉及一种中压柔性互联线路的分布式电源承载力评估方法。
背景技术
目前配电网对分布式电源的承载力是按照《分布式电源接入电网承载力评估导则》(DL/T2041—2019)进行评估的,该导则通过热稳定评估、短路电流校核、电压偏差校核、谐波校核等方面确定变压器和线路对分布式电源的承载力,并对电网承载力进行等级划分,该导则适用于闭环设计、开环运行的传统配电线路。
随着电力电子技术在配电网中的应用,中压柔性装置在配电网的应用日益得到重视,具有广阔的应用前景,但是现有的《分布式电源接入电网承载力评估导则》未考虑中压柔性互联情况,不适用于中压柔性互联线路;为解决上述问题,开发一种中压柔性互联线路的分布式电源承载力评估方法很有必要。
发明内容
本发明针对中压柔性互联线路的分布式电源承载力评估问题,考虑中压柔性互联装置对中压线路的潮流功率、电压、谐波等方面的影响,对《分布式电源接入电网承载力评估导则》中的热稳定评估、电压偏差校核、谐波校核、以及承载力等级划分等进行建模修正,而提供一种中压柔性互联线路的分布式电源承载力评估方法,适用于中压柔性互联线路的分布式电源承载力评估。
本发明的目的是这样实现的:一种中压柔性互联线路的分布式电源承载力评估方法,包括如下步骤:
步骤S1,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的热稳定评估模型;
步骤S2,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的电压偏差校核模型;
步骤S3,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的谐波校核模型;
步骤S4,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的承载力等级划分模型。
优选的,包括如下步骤:
步骤S1,在《分布式电源接入电网承载力评估导则》的热稳定评估模型中考虑中压柔性互联装置的负荷转供能力,对反向负载率计算和热稳定评估模型进行修正,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的热稳定评估模型;
步骤S2,在《分布式电源接入电网承载力评估导则》的电压偏差校核模型中考虑中压柔性互联装置的负荷转供能力,对电压偏差计算及其检核模型进行修正,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的电压偏差校核模型;
步骤S3,基于中压线路中分布式电源、用电负荷、中压柔性互联装置共同作用下的谐波应满足该中压线路的谐波允许值,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的谐波校核模型;
步骤S4,在《分布式电源接入电网承载力评估导则》的承载力等级划分模型中根据前述步骤S2与步骤S3中修正的校核模型对承载力等级划分模型进行修正,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的承载力等级划分模型。
进一步优选的,所述步骤S1中,热稳定评估模型具体包括:
S11、反向负载率计算模型:
其中,λ为中压线路的反向负载率,PG是接入该中压线路的分布式电源出力,PD是该中压线路的等效用电负荷,即该线路的总用电负荷减去除分布式电源之外的其他电源出力,PE是从该中压线路通过中压柔性互联装置转供至对端中压线路的功率,PN是该中压线路允许的最大安全配电功率;
S12、热稳定评估模型:
其中,PNG是该中压线路还可以接入的分布式电源装机容量,PEN是中压柔性互联装置的额定功率,k是该中压线路的运行裕度系数,一般取0.8。
进一步优选的,所述步骤S2中,电压偏差校核模型具体包括:
S21、电压偏差计算模型:
其中,δU为该中压线路的电压偏差,RL和XL分别是从该中压线路的功率倒送起始点至该中压线路首端的线路电阻和电抗,QG是接入该中压线路的分布式电源无功出力,QD是该中压线路的等效用电负荷无功,即该线路的总用电负荷无功减去除分布式电源之外的其他电源无功,QE是从该中压线路通过中压柔性互联装置转供至对端中压线路的无功功率,UN是该中压线路额定电压;
S22、电压偏差校核模型:
其中,δUmax为该中压线路允许的最大电压偏差;
通过公式(4)求解得到的PG即为该中压线路满足电压偏差要求的分布式电源最大承载力。
进一步优选的,所述步骤3中,谐波校核模型的计算公式如下:
其中,IGd是接入该中压线路的分布式电源产生的谐波电流,IDd是该中压线路的等效用电负荷,即该线路的总用电负荷谐波电流减去除分布式电源之外的其他电源谐波电流,IEd是从该中压线路通过中压柔性互联装置转供至对端中压线路的谐波电流,Idmax是该中压线路允许的谐波电流最大值。
进一步优选的,所述步骤S4中,承载力等级划分模型具体包括:
S41、根据公式(1)计算最大反向负载率λmax;
S42、当λmax≦0,且满足前述步骤S2与步骤S3中电压偏差校核和谐波校核时,承载力等级划分为绿色,即该中压线路不存在功率倒送情况,分布式电源可以全额就地消纳,分布式电源承载力在满足公式(5)的前提下,取公式(2)和公式(4)计算得到的较小值;
S43、当0<λmax≦k,且满足前述步骤S2与步骤S3中电压偏差校核和谐波校核时,承载力等级划分为黄色,即该中压线路存在功率倒送情况,但倒送率不超过80%,分布式电源承载力在满足公式(5)的前提下,取公式(2)和公式(4)计算得到的较小值;
S44、当λmax>k,或前述步骤S2与步骤S3中电压偏差校核、谐波校核存在不通过情况时,承载力等级划分为红色,即该中压线路存在较严重的功率倒送情况,不再接入分布式电源,承载力置为零。
由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:本发明考虑中压柔性互联装置对中压线路的潮流功率、电压、谐波等方面的影响,对《分布式电源接入电网承载力评估导则》中的热稳定评估、电压偏差校核、谐波校核、以及承载力等级划分等进行建模修正,适用于中压柔性互联线路的分布式电源承载力评估。
附图说明
图1是本发明的总流程图。
图2是本发明的分布式电源接入中压柔性互联线路的承载力等级划分流程图。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案做进一步具体的说明。
如图1和图2所示,本发明提供了一种中压柔性互联线路的分布式电源承载力评估方法,实施步骤如下:
步骤S1,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的热稳定评估模型。
在《分布式电源接入电网承载力评估导则》的热稳定评估模型中考虑中压柔性互联装置的负荷转供能力对反向负载率计算和热稳定评估模型进行修正,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的热稳定评估模型,具体包括:
S11、反向负载率计算模型:
其中,λ为中压线路的反向负载率,PG是接入该中压线路的分布式电源出力,PD是该中压线路的等效用电负荷,即该线路的总用电负荷减去除分布式电源之外的其他电源出力,PE是从该中压线路通过中压柔性互联装置转供至对端中压线路的功率,PN是该中压线路允许的最大安全配电功率。
实施例:某中压线路的最大安全配电功率为7MW,该线路接入了5个分布式光伏,实测出力最大值分别为2.3MW、1.2MW、1.5MW、3.1MW、2.6MW,总最大出力为10.7MW,该中压线路等效用电负荷最小值为1.7MW,中压柔性互联装置传输功率最小值为0MW,那么反向负载率=(10.7-1.7)/7=1.286。
S12、热稳定评估模型:
其中,PNG是该中压线路还可以接入的分布式电源装机容量,PEN是中压柔性互联装置的额定功率,k是该中压线路的运行裕度系数,一般取0.8。
实施例:如中压柔性互联装置的额定功率为3MW,中压柔性互联装置传输功率最大值为1.6MW,那么该中压线路还可以接入的分布式电源装机容量=0.8*[7*(1-1.286)+3-1.6]=-0.48MW,即该中压线路分布式电源出力已达10.7MW,扣除等效用电负荷1.7MW已反向过载,已经不能再接入更多分布式电源。
步骤S2,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的电压偏差校核模型。
在《分布式电源接入电网承载力评估导则》的电压偏差校核模型中考虑中压柔性互联装置的负荷转供能力,对电压偏差计算及其检核模型进行修正,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的电压偏差校核模型,具体包括:
S21、电压偏差计算模型:
其中,δU为该中压线路的电压偏差,RL和XL分别是从该中压线路的功率倒送起始点至该中压线路首端的线路电阻和电抗,QG是接入该中压线路的分布式电源无功出力,QD是该中压线路的等效用电负荷无功,即该线路的总用电负荷无功减去除分布式电源之外的其他电源无功,QE是从该中压线路通过中压柔性互联装置转供至对端中压线路的无功功率,UN是该中压线路额定电压。
S22、电压偏差校核模型:
其中,δUmax为该中压线路允许的最大电压偏差;
通过公式(4)求解得到的PG即为该中压线路满足电压偏差要求的分布式电源最大承载力。
实施例:从该中压线路的功率倒送起始点至该中压线路首端的线路电阻和电抗分别为0.5、0.4(以100MVA,10kV为基准),该中压线路等效用电负荷最小值为0.017,同时负荷无功为0.005,为了最大化分布式电源接入能力,中压柔性互联装置的有功按照4倍无功进行设置,电压按10.5计算,得到公式(4)即为:
步骤S3,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的谐波校核模型。
基于中压线路中分布式电源、用电负荷、中压柔性互联装置共同作用下的谐波应满足该中压线路的谐波允许值,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的谐波校核模型,计算公式如下:
其中,IGd是接入该中压线路的分布式电源产生的谐波电流,IDd是该中压线路的等效用电负荷,即该线路的总用电负荷谐波电流减去除分布式电源之外的其他电源谐波电流,IEd是从该中压线路通过中压柔性互联装置转供至对端中压线路的谐波电流,Idmax是该中压线路允许的谐波电流最大值。
实施例:如该中压线路的等效用电负荷的谐波电流为5.6A,从该中压线路通过中压柔性互联装置转供至对端中压线路的谐波电流为1.3A,该中压线路允许的谐波电流最大值为10A,那么按照公式(5),接入该中压线路的分布式电源产生的谐波电流允许值为3.1A。
步骤S4,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的承载力等级划分模型。
在《分布式电源接入电网承载力评估导则》的承载力等级划分模型中根据前述步骤S2与步骤S3中修正的校核模型对承载力等级划分模型进行修正,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的承载力等级划分模型,具体包括:
S41、根据公式(1)计算最大反向负载率λmax;
S42、当λmax≦0,且满足前述步骤S2与步骤S3中电压偏差校核和谐波校核时,承载力等级划分为绿色,即该中压线路不存在功率倒送情况,分布式电源可以全额就地消纳,分布式电源承载力在满足公式(5)的前提下,取公式(2)和公式(4)计算得到的较小值;
S43、当0<λmax≦k,且满足前述步骤S2与步骤S3中电压偏差校核和谐波校核时,承载力等级划分为黄色,即该中压线路存在功率倒送情况,但倒送率不超过80%,分布式电源承载力在满足公式(5)的前提下,取公式(2)和公式(4)计算得到的较小值;
S44、当λmax>k,或前述步骤S2与步骤S3中电压偏差校核、谐波校核存在不通过情况时,承载力等级划分为红色,即该中压线路存在较严重的功率倒送情况,不再接入分布式电源,承载力置为零。
实施例:按照上述实施例,反向负载率为1.286,超过k即0.8,承载力等级划分为红色,承载力为零。
在上述实施例中,若该中压线路的仅接入了3个分布式光伏,实测出力最大值分别为2.3MW、1.2MW、1.5MW,总最大出力为5.0MW,该中压线路等效用电负荷最小值为1.7MW,中压柔性互联装置传输功率最小值为0MW,那么反向负载率=(5.0-1.7)/7=0.471,同时实测得到的最大电压偏差为0.02,小于允许偏差值0.07,谐波电流5.3A,小于允许值10A,即满足电压偏差校核和谐波校核,承载力等级划分为黄色。
在上述实施例中,若该中压线路的仅接入了1个分布式光伏,实测出力最大值为1.2MW,该中压线路等效用电负荷最小值为1.7MW,中压柔性互联装置传输功率最小值为0MW,那么反向负载率=(1.2-1.7)/7=-0.071,同时实测得到的最大电压偏差为0.03,小于允许偏差值0.07,谐波电流3.6A,小于允许值10A,即满足电压偏差校核和谐波校核,承载力等级划分为绿色。
综上,本发明针对中压柔性互联线路的分布式电源承载力评估问题,考虑中压柔性互联装置对中压线路的潮流功率、电压、谐波等方面的影响,对《分布式电源接入电网承载力评估导则》中的热稳定评估、电压偏差校核、谐波校核、以及承载力等级划分等进行建模修正,适用于中压柔性互联线路的分布式电源承载力评估。
最后应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解,依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种中压柔性互联线路的分布式电源承载力评估方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的热稳定评估模型;
步骤S2,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的电压偏差校核模型;
步骤S3,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的谐波校核模型;
步骤S4,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的承载力等级划分模型。
2.根据权利要求1所述的中压柔性互联线路的分布式电源承载力评估方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1,在《分布式电源接入电网承载力评估导则》的热稳定评估模型中考虑中压柔性互联装置的负荷转供能力,对反向负载率计算和热稳定评估模型进行修正,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的热稳定评估模型;
步骤S2,在《分布式电源接入电网承载力评估导则》的电压偏差校核模型中考虑中压柔性互联装置的负荷转供能力,对电压偏差计算及其检核模型进行修正,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的电压偏差校核模型;
步骤S3,基于中压线路中分布式电源、用电负荷、中压柔性互联装置共同作用下的谐波应满足该中压线路的谐波允许值,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的谐波校核模型;
步骤S4,在《分布式电源接入电网承载力评估导则》的承载力等级划分模型中根据前述步骤S2与步骤S3中修正的校核模型对承载力等级划分模型进行修正,建立分布式电源接入中压柔性互联线路的承载力等级划分模型。
4.根据权利要求3所述的中压柔性互联线路的分布式电源承载力评估方法,其特征在于,所述步骤S2中,电压偏差校核模型具体包括:
S21、电压偏差计算模型:
其中,δU为该中压线路的电压偏差,RL和XL分别是从该中压线路的功率倒送起始点至该中压线路首端的线路电阻和电抗,QG是接入该中压线路的分布式电源无功出力,QD是该中压线路的等效用电负荷无功,即该线路的总用电负荷无功减去除分布式电源之外的其他电源无功,QE是从该中压线路通过中压柔性互联装置转供至对端中压线路的无功功率,UN是该中压线路额定电压;
S22、电压偏差校核模型:
其中,δUmax为该中压线路允许的最大电压偏差;
通过公式(4)求解得到的PG即为该中压线路满足电压偏差要求的分布式电源最大承载力。
6.根据权利要求5所述的中压柔性互联线路的分布式电源承载力评估方法,其特征在于,所述步骤S4中,承载力等级划分模型具体包括:
S41、根据公式(1)计算最大反向负载率λmax;
S42、当λmax≦0,且满足前述步骤S2与步骤S3中电压偏差校核和谐波校核时,承载力等级划分为绿色,即该中压线路不存在功率倒送情况,分布式电源可以全额就地消纳,分布式电源承载力在满足公式(5)的前提下,取公式(2)和公式(4)计算得到的较小值;
S43、当0<λmax≦k,且满足前述步骤S2与步骤S3中电压偏差校核和谐波校核时,承载力等级划分为黄色,即该中压线路存在功率倒送情况,但倒送率不超过80%,分布式电源承载力在满足公式(5)的前提下,取公式(2)和公式(4)计算得到的较小值;
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CN116961079A (zh) * | 2023-09-20 | 2023-10-27 | 广东电网有限责任公司珠海供电局 | 一种柔性互联装置pet支路启动方法及相关装置 |
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