光伏电源

分布式电源群调群控建设实践，主要通过系统性考虑主配网潮流、电压等各项要素，基于 “全感知”和“群调群控”两个维度加强分布式光伏电源调度运行管理。全面梳理分布式光伏电源设备台账，依托基于调控云的水电及新能源平台实现所有包括0.4千伏在内的分布式电源全面采集及观测。通过整合营配调各业务系统的档案信息、多源泛在数据，开展中低压水电及新能源的标准化建模与采集，因地制宜规范采集频度，建立数据同步机制，弥补原有调度主站中低压水电及新能源数据的空缺，建设基于调控云的水电及新能源模块，引入水利、气象等多源信息辅助开展数据纠偏，最终实现泛在分布式电源实时数据的全感知。开发分布式电源群调群控系统，技术路线是以配电主站为核心，根据不同应用场景需求下达各个分布式电源需要调节的数值；将调节指令下达给多个分布式电源群调群控子站；由群调群控子站负责分配各个逆变器的启停，实现多个分布式电源的批量调节，如图2所示。基于以上系统，再根据电网侧需求，实现分布式光伏电源集中执行电网实时平衡控制和安全自校正控制，集群参与电网有功、无功电压等动态调节，进而优化利分布式能源，并保障主配网安全经济运行。

光伏电源是分布式发电技术中发展最迅速的部分。分布式光伏电源通过逆变器接入到配电网中,具有随机性,与传统的电站有所不同,因此有必要对分布式光伏电源对配电网的影响进行深入的研究。从对电压的影响、对短路电流的贡献等7个方面详细讨论了分布式光伏电源对配电网的影响,为后续的深入研究提供参考。

随着大规模光伏接入电网，备用电源自动投入装置（简称“备自投”）的传统投入策略将受到影响：电网出现故障时，由于光伏电源的存在，故障处母线电压无法满足检“无压”判据，传统备自投不能正确动作。为提高新能源利用率并保证在不解列光伏电源的前提下实现备自投正常动作，文中提出一种基于分布式缓冲电阻的新型备自投方案。首先，重点分析光伏出力与负荷功率不匹配程度对并网点电压的影响；其次，在各光伏发电单元直流电容两端并联分布式缓冲电阻支路，利用缓冲电阻平抑主供电源断开后（备自投动作前）形成孤岛状态下的功率不均衡，实现在不解列光伏电源的前提下备自投安全快速动作；最后，针对光伏与负荷功率极不匹配场景，利用MATLAB/Si￣mu￣link进行仿真验证，备用电源投入时冲击电流可限制在1.5倍额定电流内，符合相关规范要求，验证了所提新型备自投方案的可行性及有效性。

工商业储能是分布式储能系统在用户侧的典型应用，其特点是距离分布式光伏电源端以及负荷中心均较近可有效提升清洁能源的消纳率，减少电能的传输的损耗，适用于商业楼宇、工业园区等用电大户。工商业储能系统的主要目的是“削峰平谷”，优化电力资源配置和合理使用，并利用电网峰谷差价实现套利。

电网企业支持分布式光伏新能源大量并网，实现传统能源替代，减少碳排放，十四五期间，随着大量分布式光伏电源并网，配电网面临重过载，电压越限，光伏无序发电等安全风险，我们应该主动采取措施防范和化解这些风险。但是传统单电源配电网运维方式难以适应分布式光伏并网后的多源配电网运维要求，通过大数据分析，智能研判等技术替代人工计算，经验判断，实现配电网安全、高效、智能化运维模式是今后配电网发展的方向。

随着整县分布式光伏的稳步推进，光伏对电网的影响越来越大，当光伏电源连接到某个区域的电网系统中后，电网系统中的电流分布也会发生变化，存在于电网中的功率的流向也不再是向负荷流动的单一路线，这使得电网由单一电源结构变为多电源结构，容易出现潮流逆向流动的情况，变压器负荷大幅波动，对配电网的经济运行，特别是台区线损产生较大影响。

近年来，甘肃扶贫光伏快速发展，而农村电网建设相对滞后，且分布式光伏点多面广，与农村用能模式不匹配，造成扶贫光伏难以完全消纳，影响光伏扶贫效果，容易导致脱贫人口再次返贫和电网电能质量的恶化。因此，迫切需要探索消纳扶贫光伏的农业负荷科学用能新途径，以实际行动贯彻国家光伏扶贫惠民政策。本项目从科技扶贫与循环绿色农业需求出发，立足“扶贫光伏+农业负荷”，针对扶贫光伏就地消纳不足、农村电网电能质量差及运维能力薄弱等问题，开展多维度光-荷-储综合优化控制、适应扶贫光伏消纳的农业负荷培育与光-荷-储综合应用、扶贫光伏电源接入电网的电能质量分析与控制、基于“云端管理+终端自治”的扶贫光伏电源优化管理和智能运维技术等领域关键技术研究，研发“扶贫光伏+农业负荷”业务集成服务平台，并构建兆瓦级“扶贫光伏+农业负荷”多维度光-荷-储综合控制示范工程，完成关键技术的示范应用，引领和推动甘肃省科技扶贫与乡村振兴计划的持续实施。

针对目前分布式光伏电源大规模接入配电网中带来的问题，提出了基于广义Benders分解的分布式光伏接入容量规划方法。采用数据驱动顺序选择方法确定C-Vine Copula模型中变量的最优顺序，结合拉丁超立方采样方法和场景评估指标，构建典型负荷-资源相关性场景。在生成的典型场景的基础上，建立了基于广义Benders分解的光伏接入规划模型。该模型分为光伏规划主问题与配电网运行子问题，采用线性规划与最优潮流的方法进行求解。在IEEE 33节点系统网架开展算例分析，结果表明，提出的典型场景生成方法

分布式光伏电源因其绿色清洁和可持续发展的优势，在配电网中的渗透率逐渐提高。然而，受光照强度、温度等天气条件的影响，光伏电源输出的有功功率具有波动性，并且光伏电源会向配电网注入谐波电流，对配电网的电能质量造成不利影响，增加了配电网无功优化的复杂性和灵活性。配电网无功优化对系统的安全性和经济性存在重大影响，该问题的目标是通过改变无功功率的分布来实现全网的有功功率损耗最小化，并且满足各种运行约束。由于无功优化问题是一个非常复杂的非线性问题，具有多目标、多不确定性、多约束、多极值和离散性等特点，传统的无功优化方法已不能完全适应光伏电源并网发电的情况。 本专利发明了一种计及光伏发电和谐波污染的基于随机潮流的无功优化方法，考虑了配电网运行中的多种随机因素，如负荷波动的不确定性、发电机组的故障停运和光伏电站出力的随机性等，利用蒙特卡罗模拟法计算随机潮流结果，然后进行无功优化。在无功优化的过程中，利用遗传算法优化控制发电机机端电压、可调变压器分接头的位置、无功补偿装置的无功补偿量、光伏电站的无功功率容量，对系统节点基波电压和节点电压总谐波畸变率进行机会约束，综合考虑降低有功网损和减少谐波污染，以提高配电网运行的经济性和安全性。