主动式配电网中虚拟发电厂的分布式无功优化
于分布式发电与SVG优化配置的调压方法
第２７卷第７期国２００７年７月电力自动化设备ＥｌｅｃｔｄｃＰｏｗｅｒＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔＶ０１．２７Ｎｏ．７Ｊｕｌ．２００７基于分布式发电与ＳＶＧ优化配置的调压方法白茜，李鹏（华北电力大学电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室，河北保定０７１００３）摘要：将静止无功发生器（ＳＶＧ）引入到含有分布式发电的配电网中来调节电压。
基于链式均匀配电网络、恒功率静态负荷模型和分布式电源的功率模型，采用叠加原理，分别考虑系统电源和分布式电源对配电网电压的作用，给出了分布式发电引入配电网后电压分布的计算方法。
通过该方法。
计及允许偏差，推导出分布式发电投入与退出后的电压调节理论判据。
在分布式发电投入与退出２种情况下，分别以电压处于允许电压偏差范围内为目标和以降低线损为目标，计算出了ＳＶＧ的接入位置和容量，最后利用分布式发电与ＳＶＧ优化配置调节配电网电压。
仿真算例表明：该方法计算简便、中间步骤少、效果明显。
关键词：配电网络；分布式发电；电压调节；优化配置；静止无功发生器中图分类号：ＴＭ７３文献标识码：Ａ文章编号：１００６—６０４７（２００７）０７—００６２—０４０引言分布式发电ＤＧ（Ｄｉｓｔ曲ｕｔｅｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ）是指功率在几十千瓦至十兆瓦范围内．模块式的、分布在负荷附近的清洁环保的发电设施，能够经济、高效、可靠地发电［１－引。
ＤＧ的引入［４＿１１３可能引起馈电线路的过电压或者欠电压，基于此．考虑将静止无功发生器ＳＶＧ（ＳｔａｔｉｃＶａｒＧｅｎｅｒａｔｏｒ）引入到含有ＤＧ的配电网中来调节电压（６。
０ｉ。
ＤＧ引入配电网后的电压调节既要考虑ＤＧ投入与轻载的情况，又要考虑ＤＧ退出与重载的情况。
基于均匀配电网络、恒功率静态负荷模型和ＤＧ的功率模型．给出了含有ＤＧ的配电线路的电压分布简化算法，并通过此算法推导出了电压调节的条件．最后利用ＳＶＧ既能提供无功功率又能消耗无功功率的特性。
将其与ＤＧ相互配合来调节配电网电压，以降低线损为目标，研究ＤＧ与ＳＶＧ的优化配置，最后在算例中对提出的方法进行了验证。
国家发展改革委、国家能源局关于加强新形势下电力系统稳定工作的指导意见
国家发展改革委、国家能源局关于加强新形势下电力系统稳定工作的指导意见文章属性•【制定机关】国家发展和改革委员会,国家能源局•【公布日期】2023.09.21•【文号】发改能源〔2023〕1294号•【施行日期】2023.09.21•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】电力及电力工业正文国家发展改革委国家能源局关于加强新形势下电力系统稳定工作的指导意见发改能源〔2023〕1294号各省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团发展改革委、能源局，天津市工业和信息化局、辽宁省工业和信息化厅、上海市经济和信息化委员会、重庆市经济和信息化委员会、四川省经济和信息化厅、甘肃省工业和信息化厅，北京市城市管理委员会，国家能源局各派出机构，有关电力企业：为深入贯彻党的二十大精神，全面落实党中央、国务院决策部署，准确把握电力系统技术特性和发展规律，扎实做好新形势下电力系统稳定工作，加快构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统，保障电力安全可靠供应，推动实现碳达峰碳中和目标，提出以下意见。
一、总体要求（一）指导思想以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入贯彻党的二十大精神，全面落实碳达峰碳中和战略部署和“四个革命、一个合作”能源安全新战略，深刻认识未来相当长时间内，电力系统仍将维持交流电为主体、直流电为补充的技术形态，稳定问题将长期存在，牢固树立管电就要管系统、管系统就要管稳定的工作理念。
立足我国国情，坚持底线思维、问题导向，坚持系统观念、守正创新，坚持先立后破、远近结合，统筹发展和安全，做好新形势下电力系统稳定工作，为中国式现代化建设提供可靠电力保障，满足人民美好生活用电需要。
（二）总体思路夯实稳定物理基础。
科学构建源网荷储结构与布局，保证电源结构合理和电网强度，建设充足的灵活调节和稳定控制资源，确保必要的惯量、短路容量、有功、无功和阻尼支撑，满足电力系统电力电量平衡和安全稳定运行的需求。
含储能的三端SOP对主动配电网的潮流优化研究
第43卷第3期 太阳目泛学报 V〇l. 43，N〇. 32022 年3 月_______________________________ACTA ENERGIAE SOLARIS SIN1CA Mar., 2022
DOI ： 10.19912/j.0254-0096.tynxb.2021-0485 文章编号：0254-0096(2022)03-0101-10
含储能的三端SOP对主动配电网的潮流优化研究
于文山、黎明2,由蕤1(1.青岛大学电气工程学院，青岛266071; 2.中国海洋大学工程学院，青岛266100)
摘要：提出一种含储能的三端智能软开关(SOP)对主动配电网的潮流优化策略,建立以SOP传输的有功功率、无功功率为决 策变M.多种约束条件下配电网总有功损耗最小、电压偏差最小的多目标优化数学模型，采用多目标粒子群优化算法求取全局 最优解，对SOP的最优接入位置进行选取，实现主动配电网总有功损耗的降低和电压水平的改善。最后,将不同类型的SOP对 改进的IEEE 33节点系统的优化效果进行详对比分析，从配电网的潮流优化、经济效益提升2个方面验证所提优化策略的有 效性。关键词：储能；主动配电网；分布式电源；多目标粒子群优化算法；=端智能软开关 中图分类号：TM732 文献标志码：A
0引言近年来，分布式电源接人配电网的比例越来越高，传统 配电网逐步发展为主动配电网‘，分布式电源具有典型的随 机性和不确定性特点，其高比例并网给配电网带来强不确定 性因素2,使配电网的“边界条件”更加多样化,且运行状态更 复杂;分布式电源并网带来传统配电网中未曾出现的双向潮 流'影响配电网的潮流分布，导致过电压问题的出现，并可 能产生配电网运行可靠性降低、电能质量恶化、故障处理和 恢复复杂以及运行经济性降低等一系列不良影响。智能软开关(soft open point,SOP)作为一种代替传统联 络开关的新型电力电子装置4 ,其出现为解决上述问题提供 了新思路。与传统联络开关相比，SOP的功率调节能力更 强，能实现连续实时调控，有效地提高了配电网运行的可控 性。文献[5]将加人SOP与网络重构两种方法对配电网优化 的效果进行对比分析,验证了 SOP降低网络损耗、改善电压 水平、应对分布式电源突变的优良性能；文献[6-7]对主动配 电网中SOP加快失电区域供电恢复的方法进行研究,使供电 可靠性得到提高。从配电网运行层面看,SOP可精确控制馈 线间有功功率的传输、优化潮流分布，从而改善配电网的运 行状态，提高其整体运行的经济性和对分布式电源的消纳能 力_5 ;文献[8]提出一种基于SOP的主动配电网电压和无功 功率协调控制方法，对由于分布式电源的大量接人而导致的 母线过电压进行改善，降低了配电网的运行成本，提高了配 电网运行的安全性和经济性；文献[9]研究一种含SOP的主动配电网在三相电压不平衡条件下的运行优化策略,改善了 系统的三相不平衡问题，提高了配电网的运行效率。SOP多采用背靠背变流器拓扑结构，其中间直流环节可 实现储能系统的直接接入,具有能量转换效率高、成本低等 优势"°1。结合对储能系统的充放电控制，SOP在具有常规有 功功率传输模式基础上，增加了同时向两端口输出或吸收功 率的运行模式，并且两端口不再受交互功率之和为零的限 制，使SOP集成储能系统后的功率流动更加灵活，从而提高 了设备的利用率"。文献[12]将含储能的两端SOP接人配 电网来应对光伏发电的瞬态波动问题,极大地降低了光伏出 力的间歇性对配电网造成的不良影响，验证了集成储能系统 的SOP具有更强的应对暂态扰动的能力；文献[13]提出一种 含储能的两端SOP对主动配电网的潮流优化方法，不仅改善 了电压质量，而且有效降低了系统损耗.将传统的两端SOP
主动配电网的基本概念及关键技术
供电质量管理
防治结合
预“防”
基于同步 信息量测 进行网络 等效的主 动配电网 安全合环 技术
基于高可 靠性电源 主动寻找 的重点用 户运行风 险预防管 理技术
“治”理 针对电压 暂降和短 时中断的 有源快速 切换管理 技术
基于双端同 步信息量测 的单相接地 故障快速电 网自愈技术
三：有功功率和无功电压的主动控制
智能配电网中的空间负荷预报必须考虑分布式电源、 电动汽车、需求侧响应对空间负荷的影响，识别出负 荷和分布式发电的模式。空间负荷预报需要充分利用 智能电表数据和精确气象预报数据；还需要考虑现有 和新增负荷的终端模型，对每一类负荷建立对应不同 日期类型的负荷曲线。
主动配电网的规划运行一体化系统
目标
通过运行与规划的充分互动，实现主动配电网的更精确、 更高效、更灵活、更智能的规划发展
– 有功、无功均可控
• 需求侧响应
– 大用户 – 小用户集群控制
• 储能（电负荷控制 – 电压敏感负荷
主动配电网的核心理念
充分利用主动配电网的可控资源，研究可以实现电网侧的主动规划、 管理、控制与服务、负荷侧的主动响应和发电侧的主动参与的核心技术 （装置与系统），变被动接受为主动利用, 实现主动配电网的运行目标。 上级电网
用户
主动配电网规划运行一体化的可视化推演互动展示技术
算法
能源信息协调的主动配电网主网配网一体化规划技术
基于多代理的时序场景 平台 模式演进模拟技术 主动配电网 运行数据
主动配电网的规划与运 行的滚动校验评估技术 主动配电网 规划方案
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二、配电网的主动管理
• 资产管理
– 充分利用目前配电网中配置的多源量测 – 综合利用物联网、传感和大数据分析技术
配网技术的发展及未来展望
配电网技术的发展及未来展望一、配电网概述配电网是从输电网或地区发电厂接受电能，并通过配电设施就地或者逐级配送给各类用户的电力网络，一般分为高压配电网、中压配电网和低压配电网。
通常所指的配电网为中压配电网和低压配电网，即从“变电站10（6）千伏开关柜出线端子”到“与客户分界点”。
但也有个例存在，如有些发达地区110千伏线路也用于配电网，而有些县域的35千伏线路也用于主网，因此配电网的电压等级主要取决于各个城市电网规模或者城市用电量。
配电网主要由相关电压等级的架空线路、电缆线路、变电站、开关站、配电室、箱式变电站、柱上变压器、环网单元等组成。
根据不久前相关统计数据，国家电网公司拥有配电线路共计约360万千米，配电变压器共计约420万台，配电开关365万台。
二、配电网现有基本网架结构及特点1.10千伏配电网网架结构现状无论哪一个电压等级的电力网络，网架都是其根本所在。
因此优化网架结构，是提升现有配电网运行水平的基础。
就配电网目前的现状而言，架空线路整体以多联络或辐射式网架居多，其中城网以多联络结构为主，农网以辐射式结构为主；电缆线路整体以单环网网架为主，其中城网以单环网结构为主，农网以单环网、双射式结构为主。
2.存在的主要问题A+、A类供电区双侧电源的电缆环网结构尚未完全形成，部分区域不满足N-1要求，变电站全停时负荷无法站间全部转供。
B、C类供电区转供能力还需提高，部分架空网架结构不清晰，分段及联络点设置不合理，导线截面不匹配。
D、E供电区供电半径长，分段数少。
3.主要解决思路（1）加强整体规划。
原有配电网缺乏统一而长远的网架和接线规划，如哪一块区域的配电变压器过载了，就在哪新上配电变压器；哪里的配电线路供电“卡脖子”了，就在哪里拨接线路，等等，“头疼医头、脚疼医脚”的现象仍然比较常见。
而目前国内主网网架发展水平处于世界领先位置，一个重要原因就在于其整体规划相对比较长远。
（2）开展差异化建设。
依据《配电网技术导则》等标准中网架结构的建设目标，在电源点充足的供电区域，采取多分段、适度联络的方式；在电源点有限的供电区域，采取多分段、单联络方式；单一电源点的供电区域，采取多分段、单辐射方式。
光伏发电接入主动配电网产生影响的研究进展
1 光伏入网对电网电压、谐波产生影响的研究现状光伏发电并网技术是指将光伏阵列输出的直流电转化为与主动配电网同幅值、同频率、同相位的交流电，并与电网连接将能量输送到配电网的技术系统。
1.1 电压问题电压问题包括电压偏差、电压波动与闪变。
电压偏差指在测量时间内理想电压与实际测量电压的偏差程度，为实际电压偏离额定电压的百分比；电压波动即电压均方根值相对快速变动或连续改变的程度，引起照度闪变的电压波动现象叫电压闪变。
其供电电压允许偏差范围如表1—2所示。
1.1.1 光伏接入对配电网电压影响原理一般情况下，电网中馈线较短时，可将分布式光伏接入电网的系统简化成如下的电路图，如图1所示。
光伏发电接入主动配电网产生影响的研究进展文/雷国平 严 嫦 代妮娜 黄银花 邓 立当光伏接入配电网后，根据图1可得光伏接入点处的电压U load为：(2)根据（1）、（2）式知，光伏电源接入前与接入后的接入点处的电压增量为：(3)式子（3）所表示的量即为光伏入网后电压变量。
1.1.2国内现状国内研究主要集中在光伏并网的接入位置、方式、容量大小、数量，光伏出力大小，有无功输出对配电网电压影响等方面。
有学者提出针对光伏出力的不确定波动特性造成配电网运行状态频繁波动的问题，在考虑光伏出力条件下以并网位置节点和配置容量作为决策变量建立分布鲁棒优化配置模型，证明其可以确保光伏出力不稳定时配电网能安全运行，有助于提高配电网馈线末端电压质量。
以及在光伏接入主动配电网方式不同的情况下搭建分布式电源并网的配电网电压仿真计算模型，对配电网电压波动情况进行研究，证明分布式光伏并网后加重了配电网电压波动，并网瞬间波动最大，并网点越靠近馈线末端，波动越严重，多分布式电源的并网方式对配电网电压波动程度影响更大，容量越大并网位置越靠近馈线末端造成电压波动程度越大。
为抑制DPV发电系统接入低压配电网产生的电压波动，针对DPV发电系统并网点电压波动机理问题，有学者提出过一种适用于DPV逆变器的有无功协调控制策略，通过对光伏出力功率的预判，控制逆变器有无功输出量大小调节电网电压，搭建仿真模型证明有无功控制能有效平抑配电网电压波动，提高DPV的能量利用率。
零碳时代下的虚拟电厂-40页
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分布式海上风电
分布式光伏发电
分布式小水电站
分布式小型燃机
分布式生物质发电
分布式生活垃圾焚烧发电 25
<3.4> 储能
储能类型 物理储能
电化学储能 电磁储能
储能技术类型比较表
技术名称 抽水蓄能 压缩空气
锂离子电池
应用范围
广泛应用于调峰、调 频和备用电源场景。
辅助可再生能源备用、 调峰、调频、容量备
电动汽车充电对电网影响
1.大量电动汽车集中在负荷期充电，将加剧电网峰谷 差，加重电力系统运行负担。
2.电动汽车充电时时空分布的不确定性，充电负荷具 有较大随机性，加大电网优化控制难度。
3.电动汽车充电负荷属于非线性负荷。充电设备中电 力电子装置会产生谐波，引起电能质量问题。
4.电动汽车交直流充电及充换电模式多种多样。将改 变电网，尤其是配电网负荷结构和特性。
》
控制智能化
基于云计算技术，虚拟 电厂中各构成单元通过 互联网实现互联，实现 智能化管理。
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虚拟电厂与微电网
微电网概念
微电网是指由分布式发电、储能装 置、能量转换装置、相关负荷和监 控、保护装置汇集而成的小型发配 电系统，能够实现自我控制、保护 和管理的自治系统，既可以并网运
行也可以孤岛运行。
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连续生产电力用户：化工、水泥、冶金行业，此类用户用电量很大，生产班制连续，主要生产设备长时间投运，对 电力系统稳定、安全要求较高。
非连续生产电力用户：机械、纺织、食品等行业，此类用户生产班制不连续，具有较大的可调节性。
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<3.1> 可调负荷
二、商业负荷：主要来自于楼宇的空调、照明、排风扇等动力负荷。
分布式电源接入的配电网无功电压特性分析
分布式电源接入的配电网无功电压特性分析摘要：传统辐射型配电网的特点是闭环设计、开环运行，其网络只有一个电源点，节点电压沿着馈线潮流方向逐渐降低。
分布式电源接入配电网后，辐射型的网络变为一个遍布电源与用户互联的网络，分布式电源接入会使得馈线上传输的有功功率和无功功率减少，降低了线路的电压降落，从而不同程度地抬高了各负荷节点电压，提高了配电网承载负荷的能力。
甚至在分布式电源集中接入的部分地区还会发生功率倒送的情况，末端节点电压高于首端节点。
因此，本文通过分布式电源接入对配电网无功电压的影响分析，为配电网无功电压控制提供参考。
关键词：分布式电源；配电网；无功电压；特性分析1 分布式电源接入配电网模型以一个理想馈线模型为对象对分布式电源接入的配电网电压分布进行分析，从变电站母线节点到馈线末端，按沿线负荷节点进行编号，依次为 0， 1，2， 3，…， n，每条支路的阻抗为 Zi=Ri+jXi，每个负荷节点接入的负荷大小及电源大小分别为 Pi+jQi， PDGi+jQDGi。
具体结构如图 1 所示。
图 1 中， U0 是变电站母线出口电压，稳定在额定电压； U1~Un 分别为沿线负荷节点的电压。
2 接入分布式电源前的电压偏差未接入分布式电源时，馈线各支路电流为：各支路中因线路阻抗而产生的电压降落为：各节点电压为：3 接入分布式电源后的电压偏差假设在第 k 个节点接入分布式电源，则各支路电流变为：电压降落变为：式中，，为负荷等效电流；，为分布式电源的等效电流。
各节点电压变为：比较公式（3）和公式（5）可以发现，接入分布式电源后， k节点之前的各支路压降都减少了 Z l I dg，接入点及之前的节点电压都因分布式电源的接入被抬高。
k节点之后的节点虽然不受 Idg 的直接影响，但从公式（4）可知，由于 k 之前的节点电压被抬高， k 之后的节点也被动抬高，即 Ui （i ＞k）相比于分布式电源接入之前要有所增高。