【摘 要】
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为实现“双碳”目标,我国正在市县级配电网中大力发展分布式光伏。在配电网层面发展分布式发电具有多种优势,包括接近用户侧、降低输电损耗、与传统电网互为备用等。然而,分布式光伏接入配电网后,也会对电网运行产生多方面的影响,而这些影响反过来又制约了分布式光伏的进一步接入,主要制约因素包括节点电压越限以及线路功率越限等。随着分布式光伏越来越多地接入配电网,如何合理、有效地确定配电网可接纳的最大接入容量就成为
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为实现“双碳”目标,我国正在市县级配电网中大力发展分布式光伏。在配电网层面发展分布式发电具有多种优势,包括接近用户侧、降低输电损耗、与传统电网互为备用等。然而,分布式光伏接入配电网后,也会对电网运行产生多方面的影响,而这些影响反过来又制约了分布式光伏的进一步接入,主要制约因素包括节点电压越限以及线路功率越限等。随着分布式光伏越来越多地接入配电网,如何合理、有效地确定配电网可接纳的最大接入容量就成为规划决策部门亟待解决的问题,也已成为近些年的研究热点。本文即针对该问题展开了研究,主要工作如下:首先,在计及光伏可控性前提下,构建了基于合理弃光的、多点接入条件下配电网光伏最大并网容量优化评估模型。当光伏可以通过逆变器以弃光形式参与电网调节时,电网在实际运行过程中就不会存在运行状态指标越限的问题,而只会存在越限后果的处理代价问题,即弃光大小的问题。因此,本文将传统评估模型中配电网接入光伏后运行状态指标不越限或越限概率不超标的约束,转化为在考虑光伏逆变器控制、变压器分接头调整、无功补偿装置调节条件下电网弃光率不超过合理上限的约束,从而实现了基于合理弃光的配电网光伏最大接入容量优化评估模型的构建。然后,在问题简化、模型简化、场景缩减、动态添加场景的基础上,设计了基于遗传算法的分步迭代求解方法。鉴于合理弃光率约束是长周期模拟运行结果的统计指标,进行较为准确的计算需要考虑海量场景,且每种场景下需要纳入计及多种控制手段下的强烈非线性潮流约束,因此传统优化算法并不适用,而现代智能化算法则难以在可接受的时间内获得计算结果。为此,首先基于光伏接入后电网控制手段的运行规律对问题进行了简化,然后对潮流方程进行了简化处理,之后根据光伏的发电规律和采用分步迭代、动态添加场景的方式,对场景进行了缩减;进而在此基础上,基于遗传算法,实现了所构建优化模型的求解计算。算例以IEEE 33节点标准配电网系统为对象,验证了本文模型及其所设计的求解算法在评估多点接入下光伏最大并网容量的有效性,展示了弃光和控制手段对配电网分布式光伏接入容量的提升效果。算例对比了模型简化前、后计算的精确度与计算速度,结果表明在计算精度损失很小的前提下,计算速度提高了97%,有效解决了计算时间过长的问题。本文所提模型、算法及算例分析结论,可为能源决策部门规划配电网分布式光伏容量提供参考。
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