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[摘要]我国对于光伏产业一直是大力支持的,在技术研究上,政策上不断提升对光伏的扶持力度,加快了分布式光伏接入的配电系统运行优化的进程。
[关键词]光伏;分布式;配电系统
中图分类号:G622.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)40-0367-01
1.前言
光伏能源成為最易获取的新能源,在我国分布广泛,对于能源短缺,污染严重的我国来说光伏能源亟待广泛应用,缓解我国沉重的环境压力。
2.我国光伏能源的背景
我国的可利用太阳能资源总量巨大,全国不同地区的全年太阳能辐照能量处于3340~5400MJ/㎡之间。据国家能源局统计,中国光伏发电装机容量居世界第一位。截至2016年底,中国光伏发电累计装机容量4318万千瓦。 2016年全国光伏发电新增装机容量1513万千瓦,其中光伏并网发电成为主要发电方式。由于光伏发电技术的不断突破和可再生能源的迫切需求,预计光伏并网发电将在未来一段时间内继续快速发展。
由于低碳和绿色分布式电源,电动汽车和储能设备连接到配电网,因此需要解决由新能源生产/消费设备进行配电网分析,规划和运营带来的新问题。配电网现代化的特点是配电自动化和绿色可持续性。最终目标是实现智能分销网络。实现大规模光伏利用的有效途径是采用光伏并网运行。但由于太阳能资源的性质,太阳能发电的输出功率难以有效预测。它具有很大的随机性和季节和时间变化的随机波动。输出功率不可控。
因此,有必要充分考虑并网光伏供电规划中其输出功率的随机分布特性,以避免并网运行中随机功率对电网安全的威胁,充分利用太阳能资源在安全运行的基础上,兼顾产量的随机性。光伏并网优化规划需要进一步研究。
3.光伏发展现状
大规模光伏发电作为一种重要的清洁能源,参与电力系统的运行是必然的发展趋势。为了实现光伏发电系统在并网系统中的可靠运行,本文着重对光伏发电输出功率和光伏发电系统互联优化进行了预测。在两个方面,光伏发电区间预测将光伏发电的随机波动特性与统计分析方法相结合,实现其输出功率的短期预测。光伏发电并网优化基于非线性规划算法。优化并网系统最优解决方案。
如今,随着信息的高速发展,大数据时代也影响和影响着电力系统的快速发展。有关学者提出将大数据包集成到系统和电力系统仿真计算中。电力系统运行的历史数据具有无限的潜力。大数据,电力与我们息息相关,每一时刻都紧密相连。如何有效地进行电力系统大数据挖掘也越来越受到重视。以光伏发电为代表的新能源容易受到环境,季节等因素的影响,其输出功率表现出间歇性和季节性特征。准确分析光伏发电随机波动特性分析,采用描述统计和单一数据分布。要素方差分析和多元线性回归模型多元分析是实现光伏发电波动特性可视化,清晰了解随机波动的特点,适应未来大型光伏发电和电网的关键点连接。
为提高光伏并网系统的可靠性,准确预测光伏发电已成为一个热门研究课题。用于光伏发电短期预测的方法基于马尔可夫链统计和蒙特卡罗模拟方法。表示神经网络预测方法。
4.分布式光伏并网的多样性分析与优化
4.1光伏并网对电网影响
对分布式发电技术而言,目前的主要研宄成果都集中在分布式电源对电网侧的影响方面,而单独针对并网光伏电源对系统运行的变化的研宂尚不多见。现有国内外的研宄成果表明:光伏电站加入配电网后,原有的单向简单潮流方向的馈线网络结构接入了多个能够自行提供功率的光伏电源,潮流方向不再保持单向从首端到末端而可能部分线路反向。
这种潮流方向的显着改变彻底改变原有配电网的网络性质,系统节点电压和潮流分析以及继电保护的整定都需要考虑这种改变。配电网系统说接入的光伏电源如今已逐步增多,上述分析对电网的参数改变也随之增大,有必要细致研宄接入配电网导致各项参数的变化效果。太阳能发电大部分采用逆变整流技术,并低压电网相连,处于供电网络的末端,承受冲击的能力弱,很可能给地方电网的各项安全性问题带来影响:
电压分布。仿真研究中发现,在原先的配电网络中选择某一节点加入光伏电源后,改变了潮流的方向和大小,节点的电压损耗会发生一定变化,各个负荷节点的电压均有所上升。光伏电源能够补充分担系统各节点对主网络的电能需求,包括无功和有功功率,因此线路压降和节点电压降落随之减少。
加入光伏电源后,系统的潮流发生改变,由于光伏电源提供了相当的有功和无功功率,配电馈线中的潮流会相应减少,电压自动调节装置根据馈线潮流的减少,判断系统负荷减少,从而调节降低系统电压,这可能会引起配电网络末端部分节点的电压过低。
光伏电源系统接入电网时的影响大小受到装机大小的约束。理论分析计算表明光伏电源接入会造成的各节点母线电压的变化,对案例的仿真可加以验证。总体而言,电压分布变化与光伏电源容量有关,容量越大,电压升高越多。当前节点到系统节点的线路阻抗,以及当前节点到光伏电站节点的线路阻抗也会影响电压分布。
4.2分布式电源并网优化
太阳能,风力发电等绿色能源发电不会对电力生产环境造成污染,具有良好的环境效益。随着化石能源使用造成环境问题日益严重,化石能源储备逐年减少。提高可再生清洁能源的发电能力已成为世界各国共识。可再生清洁能源的未来必将在电网中发挥作用。更重要的作用是。在中国西北风景资源较为集中的地区,已建成多个大型风电场,特高压输电线路远距离输送到中东城市所产生的电能产生了环境效益。在中国景观资源分散的其他地区,分布式光伏电站广泛参与配电网规划也已实施。分布式光伏电站的产量波动且间歇。大规模接入配电网络将改变系统中功率流的分布,并可能对节点的电压质量和方向产生负面影响。电压限制会影响电网一次装置的安全性,反向电流会影响继电保护的正常工作。
在分布式电网连接优化研究中,常用的优化目标是:电厂运营公司的最大利润,最低年运营成本和最小总线损。考虑到风电机组输出的间歇性和波动性以及负荷变化的不确定性,为了使发电厂运营商的利润最大化,使用模拟的电厂增长算法来优化最佳接入位置和接入容量的计算。在优化设计中,综合考虑了配电公司和发电公司的利益,建立了发电设备成本效益和电网改善以实现利益均衡的多目标优化模型。该解决方法基于改进的无差别排序遗传算法,并使用分段染色体操作来实现分布式电源类型,位置和容量的同时优化计划。分析了分布式发电厂并入分布系统前后对网络损耗的影响。通过智能算法对网络连接点的位置和容量进行优化,实现总网络损耗最小的规划效果。综合考虑有功和无功网损微增率,在此基础上结合等效网损微增率,确定分布式供电接入点的优先级,使网损最小化。在确定接入容量时,将主动损耗,电压改进和环境改善考虑为优化指标,并采用多目标优化解决方案。
5.结束语
光伏能源是新能源,更是清洁能源,它的研究与开发还处于初级阶段,其应用与技术还不是很成熟,存在许多问题,在我们不断的研究之下,分布式光伏能源并网会给我们的生活带来巨大变化。
参考文献
[1]王大中.21世纪中国能源科技发展展望[M].北京:清华大学出版社,2017.
[2]崔民选,王军生,陈义和.中国能源发展报告[M].社会科学文献出版社,2016.
[3]姜子英.我国核电与煤电环境影响的外部成本比较[J].环境科学研究,2016,23(8):1086-1090.
[4]王波.我国光伏发电装机规模已跃居世界首位[J].能源研究与信息,2016(1).
[关键词]光伏;分布式;配电系统
中图分类号:G622.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)40-0367-01
1.前言
光伏能源成為最易获取的新能源,在我国分布广泛,对于能源短缺,污染严重的我国来说光伏能源亟待广泛应用,缓解我国沉重的环境压力。
2.我国光伏能源的背景
我国的可利用太阳能资源总量巨大,全国不同地区的全年太阳能辐照能量处于3340~5400MJ/㎡之间。据国家能源局统计,中国光伏发电装机容量居世界第一位。截至2016年底,中国光伏发电累计装机容量4318万千瓦。 2016年全国光伏发电新增装机容量1513万千瓦,其中光伏并网发电成为主要发电方式。由于光伏发电技术的不断突破和可再生能源的迫切需求,预计光伏并网发电将在未来一段时间内继续快速发展。
由于低碳和绿色分布式电源,电动汽车和储能设备连接到配电网,因此需要解决由新能源生产/消费设备进行配电网分析,规划和运营带来的新问题。配电网现代化的特点是配电自动化和绿色可持续性。最终目标是实现智能分销网络。实现大规模光伏利用的有效途径是采用光伏并网运行。但由于太阳能资源的性质,太阳能发电的输出功率难以有效预测。它具有很大的随机性和季节和时间变化的随机波动。输出功率不可控。
因此,有必要充分考虑并网光伏供电规划中其输出功率的随机分布特性,以避免并网运行中随机功率对电网安全的威胁,充分利用太阳能资源在安全运行的基础上,兼顾产量的随机性。光伏并网优化规划需要进一步研究。
3.光伏发展现状
大规模光伏发电作为一种重要的清洁能源,参与电力系统的运行是必然的发展趋势。为了实现光伏发电系统在并网系统中的可靠运行,本文着重对光伏发电输出功率和光伏发电系统互联优化进行了预测。在两个方面,光伏发电区间预测将光伏发电的随机波动特性与统计分析方法相结合,实现其输出功率的短期预测。光伏发电并网优化基于非线性规划算法。优化并网系统最优解决方案。
如今,随着信息的高速发展,大数据时代也影响和影响着电力系统的快速发展。有关学者提出将大数据包集成到系统和电力系统仿真计算中。电力系统运行的历史数据具有无限的潜力。大数据,电力与我们息息相关,每一时刻都紧密相连。如何有效地进行电力系统大数据挖掘也越来越受到重视。以光伏发电为代表的新能源容易受到环境,季节等因素的影响,其输出功率表现出间歇性和季节性特征。准确分析光伏发电随机波动特性分析,采用描述统计和单一数据分布。要素方差分析和多元线性回归模型多元分析是实现光伏发电波动特性可视化,清晰了解随机波动的特点,适应未来大型光伏发电和电网的关键点连接。
为提高光伏并网系统的可靠性,准确预测光伏发电已成为一个热门研究课题。用于光伏发电短期预测的方法基于马尔可夫链统计和蒙特卡罗模拟方法。表示神经网络预测方法。
4.分布式光伏并网的多样性分析与优化
4.1光伏并网对电网影响
对分布式发电技术而言,目前的主要研宄成果都集中在分布式电源对电网侧的影响方面,而单独针对并网光伏电源对系统运行的变化的研宂尚不多见。现有国内外的研宄成果表明:光伏电站加入配电网后,原有的单向简单潮流方向的馈线网络结构接入了多个能够自行提供功率的光伏电源,潮流方向不再保持单向从首端到末端而可能部分线路反向。
这种潮流方向的显着改变彻底改变原有配电网的网络性质,系统节点电压和潮流分析以及继电保护的整定都需要考虑这种改变。配电网系统说接入的光伏电源如今已逐步增多,上述分析对电网的参数改变也随之增大,有必要细致研宄接入配电网导致各项参数的变化效果。太阳能发电大部分采用逆变整流技术,并低压电网相连,处于供电网络的末端,承受冲击的能力弱,很可能给地方电网的各项安全性问题带来影响:
电压分布。仿真研究中发现,在原先的配电网络中选择某一节点加入光伏电源后,改变了潮流的方向和大小,节点的电压损耗会发生一定变化,各个负荷节点的电压均有所上升。光伏电源能够补充分担系统各节点对主网络的电能需求,包括无功和有功功率,因此线路压降和节点电压降落随之减少。
加入光伏电源后,系统的潮流发生改变,由于光伏电源提供了相当的有功和无功功率,配电馈线中的潮流会相应减少,电压自动调节装置根据馈线潮流的减少,判断系统负荷减少,从而调节降低系统电压,这可能会引起配电网络末端部分节点的电压过低。
光伏电源系统接入电网时的影响大小受到装机大小的约束。理论分析计算表明光伏电源接入会造成的各节点母线电压的变化,对案例的仿真可加以验证。总体而言,电压分布变化与光伏电源容量有关,容量越大,电压升高越多。当前节点到系统节点的线路阻抗,以及当前节点到光伏电站节点的线路阻抗也会影响电压分布。
4.2分布式电源并网优化
太阳能,风力发电等绿色能源发电不会对电力生产环境造成污染,具有良好的环境效益。随着化石能源使用造成环境问题日益严重,化石能源储备逐年减少。提高可再生清洁能源的发电能力已成为世界各国共识。可再生清洁能源的未来必将在电网中发挥作用。更重要的作用是。在中国西北风景资源较为集中的地区,已建成多个大型风电场,特高压输电线路远距离输送到中东城市所产生的电能产生了环境效益。在中国景观资源分散的其他地区,分布式光伏电站广泛参与配电网规划也已实施。分布式光伏电站的产量波动且间歇。大规模接入配电网络将改变系统中功率流的分布,并可能对节点的电压质量和方向产生负面影响。电压限制会影响电网一次装置的安全性,反向电流会影响继电保护的正常工作。
在分布式电网连接优化研究中,常用的优化目标是:电厂运营公司的最大利润,最低年运营成本和最小总线损。考虑到风电机组输出的间歇性和波动性以及负荷变化的不确定性,为了使发电厂运营商的利润最大化,使用模拟的电厂增长算法来优化最佳接入位置和接入容量的计算。在优化设计中,综合考虑了配电公司和发电公司的利益,建立了发电设备成本效益和电网改善以实现利益均衡的多目标优化模型。该解决方法基于改进的无差别排序遗传算法,并使用分段染色体操作来实现分布式电源类型,位置和容量的同时优化计划。分析了分布式发电厂并入分布系统前后对网络损耗的影响。通过智能算法对网络连接点的位置和容量进行优化,实现总网络损耗最小的规划效果。综合考虑有功和无功网损微增率,在此基础上结合等效网损微增率,确定分布式供电接入点的优先级,使网损最小化。在确定接入容量时,将主动损耗,电压改进和环境改善考虑为优化指标,并采用多目标优化解决方案。
5.结束语
光伏能源是新能源,更是清洁能源,它的研究与开发还处于初级阶段,其应用与技术还不是很成熟,存在许多问题,在我们不断的研究之下,分布式光伏能源并网会给我们的生活带来巨大变化。
参考文献
[1]王大中.21世纪中国能源科技发展展望[M].北京:清华大学出版社,2017.
[2]崔民选,王军生,陈义和.中国能源发展报告[M].社会科学文献出版社,2016.
[3]姜子英.我国核电与煤电环境影响的外部成本比较[J].环境科学研究,2016,23(8):1086-1090.
[4]王波.我国光伏发电装机规模已跃居世界首位[J].能源研究与信息,2016(1).