[发明专利]考虑电能质量的分布式光伏接入低压电网可开放容量和承载能力评估方法

说明书

本发明提出一种考虑电能质量的分布式光伏接入低压电网可开放容量和承载能力评估方法，发挥新一代配电自动化系统、新型台区智能融合终端、用电信息采集系统实时感知优势，实现全电压等级可观、可测、可控。对分布式光伏接入进行多指标、多特性、多维度全面检测和深度管控，并根据检测的运行情况进行具体的分析决策，编制出合理的分布式光伏管控方案，以降低分布式光伏并网对电网运行带来的影响。

技术领域

本发明属于光伏并网技术领域，尤其涉及一种考虑电能质量的分布式光伏接入低压电网可开放容量和承载能力评估方法。

背景技术

为构建清洁低碳的能源体系，应对能源资源紧张、气候变化等挑战，在政策支持、成本下降、技术进步等因素驱动下，光伏产业迎来了新的发展期。然而，随着分布式光伏容量的增加以及大量单相分布式光伏的接入，配电网也将面临电压越限、三相不平衡等电能质量问题。为提升现代配电网中分布式光伏接入比例，构建安全可靠、清洁低碳的现代配电网，亟需开展考虑电能质量的分布式光伏接入配电网承载力评估。

当前常用的光伏并网承载能力评估方式有两种：一是开展分布式光伏承载力评估，可通过构建配电网仿真模型，以配电网安全运行为边界，不断试探出分布式光伏的极限渗透率，二是采用迭代优化类算法，得出优化配置下的分布式光伏渗透率极限。若要在地市乃至省级电网全范围计算分布式光伏承载力，前者动态建模和仿真工作量巨大，后者往往无普遍适用的建模方法，且计算量巨大，两者皆不能提供高效的解决方案。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明方案基于台区首端电压偏差、谐波电流畸变率、功率因数、配变负载率四个电能质量指标约束提出了一种分布式光伏接入电网电能质量影响与承载能力评估模型，能够根据各项指标得分综合评估光伏是否可以安全并网、是否需要发出预警。

其主要特点包括：

(1)提出基于电压偏差、功率因数、谐波畸变率、配变负载率四个指标得到计算台区光伏电能质量可开放容量的方法；

(2)构建基于负载率约束、台区首端电压、谐波电流、功率因数四个指标的低压台区分布式光伏承载能力评估模型，能够判断光伏能否满足接入条件及发出相应预警。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种考虑电能质量的分布式光伏接入低压电网可开放容量和承载能力评估方法，其特征在于：

通过以下四个约束计算台区光伏电能质量可开放容量：

基于首端电压偏差约束计算可接入光伏容量；

基于谐波电流畸变率约束计算可接入光伏容量；

基于功率因数约束计算可接入光伏容量；

基于配变负载率约束计算可接入光伏容量；

通过以下四个指标进行光伏电能质量承载能力评估，以此确定光伏是否能安全接入：

计算台区首端电压指标；

计算谐波电流指标；

计算功率因素指标；

计算负载率约束指标。

进一步地，所述电压首端电压偏差约束具体为：在配变挡位不调整的情况下，台区首端的电压与台区的有功功率、无功功率和上级电源电压密切相关；把电压降落的纵分量近似看作电压损失，即：

式中：U_s为配变上级电压；R_L和X_L分别为上级电源电压到配变的线路等效阻抗；U_N为电网标称电压；P_T和Q_T分别为配变的有功功率和无功功率；U_T为配变台区高压侧电压；