[发明专利]含分布式电源的配电网电压越限薄弱环节的识别方法

说明书

本发明公开了一种含分布式电源的配电网电压越限薄弱环节的识别方法，包括获取配电网的基准电压和拓扑结构、馈线参数和首端电压、负荷接入位置及容量、无功补偿装置接入位置及容量、DG接入位置及容量，计算各节点的DG最大准入容量，如果DG集中并网则根据各节点的DG输出有功功率与该节点的DG最大准入容量之差识别电压越限，如果DG分散并网则折算为最末端DG的有功功率，再与末节点的DG最大准入容量比较识别电压越限。本发明可以指导电力工作者快速、准确的判断电压越限原因、识别电压薄弱环节并采取相应的调压方法，有利于实现分布式电源安全并网及调压，具有推广前景和现实意义。

技术领域

本发明涉及一种含分布式电源的配电网电压越限薄弱环节的识别方法，属于配电网电压保护技术领域。

背景技术

电压是衡量电网正常运行的重要指标，电压越限将导致部分用户设备无法正常运行，甚至危及系统安全。作为电力分配的末端环节，配电网与用户密切关联，用户需求的大范围波动会直接引起配网馈线的电压越限。随着全球经济的快速发展，能源短缺和环境污染问题推动着全世界的能源系统向着清洁化、智能化和低碳化转型。以风电、光伏、小水电为主要形式的分布式电源(DG)越来越多的并入配网，同样会对配网电压产生较大影响。对于阻抗比很小的输电系统，除利用有载调压变压器进行电压调整外，无功电源的出力调节也可以有效改善电压质量，其电压控制设备较为集中。然而，配电网用户密集、设备多样、系统参数较为复杂，很多情况下电容器组的无功补偿对电压的改善并不明显。合理的规划、控制配网中分布式电源的输出功率也可以缓解馈线较长、负载较重时的低电压问题，但分布式电源输出功率的间歇性也制约了其对电压问题的解决能力。导致配电网电压越限的因素众多，部分因素呈现波动性、随机性和不可控性。间歇性分布式电源的接入，时变随机负荷的需求，二者可能会放大配电网潮流的随机性和变化幅度，使配网更易发生轻载和重载的运行状况。重载时馈线电压易越下限，通常馈线末端会出现越下限极值；轻载时馈线电压易越上限，在馈线首段或DG接入点易出现电压越上限极值，因此，过电压也是限制分布式电源准入容量的主要原因之一。目前，缺乏直接判别配电网易发生电压越限的薄弱环节及越限原因的方法和工具，无法为避免电压越限的发生提供有效的配网规划和控制的参考。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种含分布式电源的配电网电压越限薄弱环节的识别方法，计算配网馈线各节点最大负荷可接入容量、最大DG准入容量，通过比较实际馈线接入情况来判别电压越限的薄弱环节，从而为电压越限治理提供有效的指导。

为解决上述技术问题，本发明提供一种含分布式电源的配电网电压越限薄弱环节的识别方法，包括以下步骤：

1)获取配电网的基准电压和拓扑结构、馈线参数和首端电压U₀、负荷接入位置及容量、无功补偿装置接入位置及容量、DG接入位置及容量，其中，馈线参数包括馈线1,i上传输的有功功率P_1,i和无功功率Q_1,i，馈线1,i的电阻R_1,i，馈线1,i的电抗X_1,i；其中，1,i分别为馈线的首、末节点，i＝1,2,…,n；

2)计算各节点的DG最大准入容量；

3)如果DG集中并网则转入步骤4)，如果DG分散并网则转入步骤5)；

4)将各节点的DG输出有功功率与该节点的DG最大准入容量进行比较，当P_DG,k＞P_DG,kmax时，DG并网处的电压越上限；当P_DG,k＜P_DG,kmax时，DG出力不足情况下接入馈线前端导致末端电压越下限，识别结束，其中，P_DG,k为节点k的DG输出有功功率，P_DG,kmax为节点k的DG最大准入容量；对于馈线上的节点k，k＝1,2,…,n，定义：k∈(1,n/3)的节点为馈线前端、k∈(n/3,2n/3)的节点为馈线中端、k∈(2n/3,n)的节点为馈线末端；