分布式光伏接入的輻射型配電網(wǎng)

近年來(lái)，隨著(zhù)光伏產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，分布式光伏發(fā)電技術(shù)得到了越來(lái)越多的關(guān)注。由于光伏出力的強隨機特性，給含光伏接入的配電系統在運行調度、無(wú)功優(yōu)化、電壓控制等方面帶來(lái)了新的困難，需要系統控制策略能夠及時(shí)響應由于光伏出力波動(dòng)導致的系統運行變化。
 

　　潮流計算作為電力系統分析中的基礎部分，在眾多的配電系統控制場(chǎng)合中被大量使用，因此需要一種高效、實(shí)用的計算方法，以更好地滿(mǎn)足含光伏接入的配電系統的分析、調度和控制需求。
 

　　在配電網(wǎng)潮流計算上，光伏通常被認為是分布式電源的一種，統一考慮，許多學(xué)者就含分布式電源的配電網(wǎng)潮流計算開(kāi)展了大量的研究工作，其中很大一部分是以牛頓法為基礎，并在此基礎上進(jìn)行算法的改進(jìn)。
 

　　1.采用了改進(jìn)的牛頓法求解含分布式電源的配電網(wǎng)潮流，降低了原算法對初值的敏感程度。
 

　　2.在以傳統的牛頓法進(jìn)行含分布式電源的潮流分析的基礎上，提出了不同的硬件控制策略。
 

　　3.提出了一種更為簡(jiǎn)單的Jacobi矩陣構造方法，極大程度地減少了計算量。
 

　　4.在每次迭代計算中運用Levenberg-Marquard方法對Jacobi矩陣元素進(jìn)行調整，增強了牛頓法的收斂性。
 

　　5.利用牛頓法求取網(wǎng)損靈敏度參與因子，獲得各變電站及分布式電源對有功網(wǎng)損的貢獻，進(jìn)而計算配電網(wǎng)潮流。
 

　　然而無(wú)論是在傳統或改進(jìn)的牛頓法中，均不能規避Jacobi矩陣的求逆運算，這嚴重影響了計算速率。相較而言，前推回代法具有比牛頓類(lèi)算法更簡(jiǎn)明的迭代形式及更迅速的收斂效果，在配電系統中得到了廣泛的應用。
 

　　1.將系統中的分布式電源建模成PV節點(diǎn)，應用PV節點(diǎn)敏感性矩陣消除電壓偏差，并利用前推回代法求解潮流。
 

　　2.研究了多種分布式電源在前推回代法中的數學(xué)模型。
 

　　3.分析了不同負荷的靜態(tài)電壓特性，提出在前推及回代過(guò)程中均進(jìn)行電壓迭代，使得算法對負荷靜態(tài)電壓特性變化的敏感性減弱。
 

　　4.采用前推回代法和基于節點(diǎn)方程的牛頓法交替求解輻射型網(wǎng)絡(luò )與環(huán)網(wǎng)，實(shí)現配電網(wǎng)潮流計算。
 

　　上述方法從不同層面提高了配電網(wǎng)潮流計算性能，均是以迭代方式進(jìn)行求解。然而，在配電網(wǎng)優(yōu)化、調度這類(lèi)涉及大規模潮流計算的場(chǎng)合中，迭代過(guò)程帶來(lái)的計算效率不足問(wèn)題顯得尤為明顯。針對此問(wèn)題，通過(guò)簡(jiǎn)化潮流模型，將非線(xiàn)性潮流方程線(xiàn)性化，實(shí)現潮流的直接求解。
 

　　1.以回路分析法為基礎，對電壓回路方程作線(xiàn)性處理，可以直接求取電壓分布結果。
 

　　2.在定量分析配電網(wǎng)簡(jiǎn)化條件的基礎上，采用兩種簡(jiǎn)化方法對ZIP負荷模型線(xiàn)性化，提出了線(xiàn)性單相及三相潮流計算方法。
 

　　3.利用泰勒級數展開(kāi)式，使潮流在初始運行點(diǎn)附近線(xiàn)性化，構建*潮流模型。
 

　　4.基于線(xiàn)性化的直流潮流算法，考慮了負荷無(wú)功對電壓相位的影響，改進(jìn)了原算法。
 

　　然而這些方法存在的共性問(wèn)題是對潮流方程線(xiàn)性化過(guò)程中，均未涉及對近似潮流解作為系統實(shí)際運行的可行解的討論，而電力系統潮流方程具有多解性，其中表征系統靜態(tài)電壓穩定的解是wei一的，即為實(shí)際運行可行解。
 

　　給出了配電網(wǎng)潮流近似計算下有解的判定方法，提供了開(kāi)創(chuàng )性思路。但研究重點(diǎn)論證了所求潮流解的wei一性，并未說(shuō)明解的可行性。此外，研究中未考慮分布式電源接入的場(chǎng)景以及網(wǎng)絡(luò )參數對算法性能的影響。
 

　　在此基礎上，將分布式電源等效為與負荷功率參考方向相反的“正”負荷，并重新構造了潮流有解的判定方法。不過(guò)這種等效處理難以反映分布式電源的實(shí)際動(dòng)態(tài)特性。