一种配电网分布式电源准入容量的确定方法技术

本发明专利技术公开了一种配电网分布式电源准入容量的确定方法，包括：对待接入的分布式电源的风机和光伏设备在稳态条件下进行等效模型的转换；以系统分布式电源最大准入容量为目标函数，通过配电网潮流平衡方程和静态安全约束条件确定系统分布式电源的最大准入容量；对所确定的系统分布式电源最大准入容量进行保护设备特性的校验，若满足不破坏初始保护设备的特性，则视为系统可接纳的最大准入容量；若不满足，则修正分布式电源的容量直至满足不破坏保护设备的特性要求。本发明专利技术有益效果：能够较为全面、准确地计算稳态下配电网的分布式电源的最大准入容量，有利于更好地指导配电网中分布式电源的规划。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于配电网中分布式电源
，尤其涉及一种配电网分布式电源准入容量的确定方法。
技术介绍
随着配电网中大量分布式电源的接入，会给配电网的设计、运行、维护带来一定的影响。而引入分布式电源的位置不同、容量不同对配电网电能质量、潮流及网损的影响差异较大。同时，引入的分布式电源也可能会影响线路继电保护的对电流的测量，从而引起保护设备的误动或拒动。在引入分布式电源时，需要考虑到配电网对分布式电源容量的可接纳能力及各节点分布式电源的容量分配，既要保证配电网的静态安全约束条件，又要保证不破坏继电器原有的保护特性，充分发挥分布式电源的优势，使配电网能更加稳定、经济地运行。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提出了一种配电网分布式电源准入容量的确定方法，该方法综合考虑配电网静态安全约束条件和设备保护特性，能够更好地分析、确定配电网中分布式电源的最大准入容量。为实现上述目的，本专利技术的具体方案如下：一种配电网分布式电源准入容量的确定方法，包括以下步骤：(1)对待接入的分布式电源的风机和光伏设备在稳态条件下进行等效模型的转换；(2)以系统分布式电源最大准入容量为目标函数，通过配电网潮流平衡方程和静态安全约束条件确定系统分布式电源的最大准入容量；(3)对所确定的系统分布式电源最大准入容量进行保护设备特性的校验，若满足不破坏初始保护设备的特性，则视为系统可接纳的最大准入容量；若不满足，则修正分布式电源的容量直至满足不破坏保护设备的特性要求。进一步地，所述步骤(1)中，进行等效模型的转换具体为：1-1)鼠笼式感应发电机在发电过程中从电网吸收无功功率，其与电网电压和输出的有功功率相关；在接入电网的过程中，等效为PV节点；1-2)双馈式感应发电机的定子输出的有功功率P和无功功率Q分别与定子d、q轴上的电流成正比，P、Q可独立调节，等效为PQ节点；1-3)多级永磁式同步发电机具有独立的励磁系统，其节点类型取决于控制方式，当采用电压控制方式时，等效为PV节点；1-4)将光伏电池模型由PI节点调整为PQ节点。进一步地，所述步骤(2)中，以系统分布式电源最大准入容量为目标函数具体为：maxSDG1+SDG2+…+SDGm其中，SDG1、SDG2、SDGm分别为对应于各接入点位置分布式电源的容量。进一步地，所述步骤(2)中，配电网潮流平衡方程具体为：PGi-PLi=UiΣj∈iUj(Gijcosθij+Bijsinθij),(i∈n)QGi-QLi=UiΣj∈iUj(Gijsinθij-Bijcosθij),(i∈n)s~DG1=PDG1+jQDG1s~DG2=PDG2+jQDG2...s~DGm=PDGm+jQDGmm≤n;]]>式中，PGi、QGi分别为节点i的电源有功和无功出力；PLi、QLi分别为节点i处负荷的有功和无功功率；Ui、θi分别为节点i处电压、相角；Uj、θj分别为节点j处电压、相角；θij为节点i、j的相角差；Gij、Bij分别为节点i、j的互电导、互电纳；n为节点集合；PDGm、QDGm分别为m处DG的有功和无功出力。进一步地，所述步骤(2)中，静态安全约束条件具体为：Uimin≤Ui≤Uimax,(i∈n)|Iij|≤Iijmax,(i,j∈n,i≠j)maxUi(SDG1*,SDG2*,...SDGm*)≤Uimax,SDG1*+SDG2*+...SDGm*≤SDG1+SDG2+...+SDGmmax|Iij(SDG1*,SDG2*,...SDGm*)|≤Iijmax,SDG1*+SDG2*+...SDGm*≤SDG1+SDG2+...+SDGm;]]>式中，Uimin、Uimax分别为节点i处的电压上、下限；|Iij|、Iijmax分别为线路i-j的实际电流幅值和线路限流值；分别为对应于总准入容量时，各节点的分布式电源接入容量，此时系统总容量满足对于该系统的任意一种组合，均满足节点电压、线路电流的约束条件。进一步地，所述步骤(2)中，对于单台分布式电源的引入，系统分布式电源的最大准入容量结合穷举法和二分法来进行求解，即先给出一个注入容量的值，当其满足上述约束条件时，再增加注入容量计算，直至不满足上述约束条件为止，得到系统分布式电源最大注入容量。进一步地，所述步骤(2)中，对于多台分布式电源的引入，系统分布式电源的最大准入容量的求解方法为：先对系统分布式电源最大准入容量给一定值，根据各节点接入顺序、各处负荷的需求比例来固定各节点分布式电源之间的容量比，并对节点分布式电源容量进行分配。之后逐步调整各节点分布式电源注入容量直至不满足约束条件以此来确定系统的最大准入容量。进一步地，所述步骤(3)中，对于单台分布式电源准入容量的校验方法为：轻载下，假定某条线路的过流保护设定值为In，正常电流和阈值分别为I、II，当分布式电源位于某条线路的上游时，In不变，线路供给负荷的电流由分布式电源和电网同时提供；当分布式电源的容量增加，此时会出现三种拒动情况无法并网，分别为正常运行时的反向电流大于In、正常运行时的反向电流大于阈值II及In大于II，对应的容量分别为S、SI、SII；同时，当其它支路出现短路时，由该线路分布式电源提供的反向电流不应使该线路的继电器出现误动，此时对应的分布式电源容量为S1；需保证所求的分布式电源容量同时小于S1、S、SI和SII。进一步地，所述步骤(3)中，对于多台分布式电源准入容量的校验方法为：系统电源和上游分布式电源在下游发生两相短路时提供一个最小短路电流，下游分布式电源在上游发生三相短路时提供一个最大反向电流，通过这两个电流之间的关系进行校验。本专利技术的有益效果：本专利技术提出的综合考虑配电网静态安全约束条件和设备保护特性确定配电网分布式电源准入容量，能够较为全面、准确地计算稳态下配电网的分布式电源的最大准入容量，有利于更好地指导配电网中分布式电源的规划。对于求解多台分布式电源准入容量所给出的方法，可以快速、合理地求解和分配分布式电源的容量，促进高渗透率分布式电源的并网。附图说明图1为本专利技术的流程示意图；图2为保护误动、拒动示意图；图3为短路电流I随分布式电源容量S变化示意图；图4为400V配电网示意图。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术进行详细说明：一种配电网中分布式电源准入容量的确定方法，具体包括以下几个步骤：步骤一：对待接入的分布式电源风机和光伏设备在稳态条件下进行等效模型的转换：(1)鼠笼式感应发电机定子绕组与电网直接相连，风机对电网吸收的有功功率P及输出的无功功率Q为：P=-Us2Rr/s(Rr/s)2+(Xs+Xr)2Q=Us2(Xs+Xr)(Rr/s)2+(Xs+Xr)2;]]>式中，Us、Xs分别为定子电压和漏抗，Rr、Xr分别为转子电阻和漏抗。从式中得到鼠笼式感应发电机在发电过程中从电网吸收无功功率，其与电网电压和输出的有功功率相关。在接入电网的过程中，等效为PV节点。(2)双馈式感应发电机的定子线圈电阻较小可以忽略，定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网分布式电源准入容量的确定方法，其特征是，包括以下步骤：(1)对待接入的分布式电源的风机和光伏设备在稳态条件下进行等效模型的转换；(2)以系统分布式电源最大准入容量为目标函数，通过配电网潮流平衡方程和静态安全约束条件确定系统分布式电源的最大准入容量；(3)对所确定的系统分布式电源最大准入容量进行保护设备特性的校验，若满足不破坏初始保护设备的特性，则视为系统可接纳的最大准入容量；若不满足，则修正分布式电源的容量直至满足不破坏保护设备的特性要求。

【技术特征摘要】
1.一种配电网分布式电源准入容量的确定方法，其特征是，包括以下步骤：(1)对待接入的分布式电源的风机和光伏设备在稳态条件下进行等效模型的转换；(2)以系统分布式电源最大准入容量为目标函数，通过配电网潮流平衡方程和静态安全约束条件确定系统分布式电源的最大准入容量；(3)对所确定的系统分布式电源最大准入容量进行保护设备特性的校验，若满足不破坏初始保护设备的特性，则视为系统可接纳的最大准入容量；若不满足，则修正分布式电源的容量直至满足不破坏保护设备的特性要求。2.如权利要求1所述的一种配电网分布式电源准入容量的确定方法，其特征是，所述步骤(1)中，进行等效模型的转换具体为：1-1)鼠笼式感应发电机在发电过程中从电网吸收无功功率，其与电网电压和输出的有功功率相关；在接入电网的过程中，等效为PV节点；1-2)双馈式感应发电机的定子输出的有功功率P和无功功率Q分别与定子d、q轴上的电流成正比，P、Q可独立调节，等效为PQ节点；1-3)多级永磁式同步发电机具有独立的励磁系统，其节点类型取决于控制方式，当采用电压控制方式时，等效为PV节点；1-4)将光伏电池模型由PI节点调整为PQ节点。3.如权利要求1所述的一种配电网分布式电源准入容量的确定方法，其特征是，所述步骤(2)中，以系统分布式电源最大准入容量为目标函数具体为：maxSDG1+SDG2+…+SDGm其中，SDG1、SDG2、SDGm分别为对应于各接入点位置分布式电源的容量。4.如权利要求1所述的一种配电网分布式电源准入容量的确定方法，其特征是，所述步骤(2)中，配电网潮流平衡方程具体为：PGi-PLi=UiΣj∈iUj(Gijcosθij+Bijsinθij),(i∈n)QGi-QLi=UiΣj∈iUj(Gijsinθij-Bijcosθij),(i∈n)s~DG1=PDG1+jQDG1s~DG2=PDG2+jQDG2...s~DGm=PDGm+jQDGmm≤n;]]>式中，PGi、QGi分别为节点i的电源有功和无功出力；PLi、QLi分别为节点i处负荷的有功和无功功率；Ui、θi分别为节点i处电压、相角；Uj、θj分别为节点j处电压、相角；θij为节点i、j的相角差；Gij、Bij分别为节点i、j的互电导、互电纳；n为节点集合；PDGm、QDGm分别为m处DG的有功和无功出力。5.如权利要求1所述的一种配电网分布式电源准入容量的确定方法，其特征是，所述步骤(2)中，静态安全约束条件具体为：Uimin≤Ui≤Uimax,(i∈n)|Iij|&l...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勃，
申请(专利权)人：山东省建设项目环境评审服务中心，
类型：发明
国别省市：山东;37