[00123529]福建省配电网对分布式电源接入的适应性研究

1、主要研究成果 《福建省配电网对分布式电源接入的适应性研究》项目针对福建分布式能源资源丰富,分布式电源大量接入配电网后可能造成电网适应性不足的问题,研究福建配电网对分布式电源的接纳能力以及促进福建配电网与分布式电源协调发展的措施建议。 本项目主要研究成果包括： （1）调研福建省主要分布式电源的运行特点及规划开发情况,为之后研究准备基础资料。 （2）通过分析各类分布式电源的控制特性,研究分布式电源在潮流计算及短路电流计算中的等效模型,建立含典型分布式电源的配电网三相不平衡潮流、短路电流计算模型,并基于matlab开发相关计算程序。 （3）通过研究分布式电源接入的配电网孤岛形成概率及划分原则,建立含典型分布式电源的配电网可靠性概率评估方法,可分别从负荷点和系统层面计算停电次数及停电时间的概率分布。 （4）分别针对福建沿海地区与内陆山区若干典型配电网,应用所提出的计算模型进行分布式电源接入后的潮流、短路电流及可靠性计算,从接入类型、接入容量、接入位置、接入方式等方面全面分析各类分布式电源接入对福建配电网潮流、短路电流、电能质量、无功、网损、继电保护及可靠性等方面的影响,研究福建配电网对并网分布式电源接纳能力及相关措施,提出福建配电网与分布式电源协调发展的建议。 2. 关键技术 （1）含分布式电源的三相不平衡配电网潮流计算技术。本项目充分考虑配电网的三相不平衡状态,包括电源侧不平衡、网架不平衡以及负荷侧不平衡,对配电网中的各个组成元件建立了相应的三相数学模型,推导了三相牛顿拉夫逊法的计算原理;对风力发电机组（包括异步风机和双馈风机）、光伏发电系统、燃料电池、蓄电池、微型燃气轮机的单三相运行和控制特性进行了详细分析,将不同种类不同形式分布式电源等效成不同节点类型,与三相牛顿拉夫逊法相融合,建立含典型分布式电源的配电网三相潮流计算模型,并解决分布式电源接入后配网潮流计算不符合实际情况的问题。 （2）含分布式电源的短路电流计算关键技术。本项目分别针对多种分布式电源进行短路电流计算建模,利用含多种分布式电源的三相牛顿拉夫逊法潮流计算结果作为初值,综合考虑不同种类短路故障、不同类型电源、不同配置容量、不同短路位置对不同的点的电压及电流影响,研究建立三相不平衡状态的分布式电源短路电流快速（等值）计算方法。 （3）含分布式电源的可靠性评估关键技术。本项目针对分布式电源出力具有随机性和不确定性造成可靠性评估困难的特点,综合考虑负荷和分布式电源随时间变化特性,在改进蒙特卡洛法的基础上,从概率的角度提出分布式电源接入后的配电网可靠性评估方法,计算负荷点和系统的停电频率和停电时间的概率分布情况。 3、主要创新点 （1）利用三相牛顿拉夫逊法,实现含多种分布式电源等效模型接入的弱环三相不平衡配电网潮流计算。 （2）采用计及配网三相不平衡状态的含分布式电源稳态短路电流快速计算方法,能方便在实际分布式电源工程接入时简单计算提供指导意见。 （3）提出计及双馈风机、储能元件以及多种分布式电源组合的短路电流等效计算模型,可直接应用于BPA中计算分析。 （4）考虑分布式电源输出功率的随机性,提出含分布式电源的配网孤岛形成概率及划分原则,应用改进蒙特卡洛仿真法计算各负荷点和系统的停电次数和停电时间的概率分布,从概率的角度分析配电网的可靠性。 （5）应用福建电网的实际算例验证计算模型的实用性,并基于福建电网分布式电源实际运行情况和特点的调研分析,提出提高福建电网对并网分布式电源的接纳能力措施及福建电网与分布式电源协调发展建议,为今后福建电网分布式电源规划及接入方案设计奠定重要科学基础。 4、推广应用情况 科研项目《福建省配电网对分布式电源接入的适应性研究》立项准确,研究合理。研究成果对于指导福建省分布式电源的规划建设、促进福建配电网与分布式电源协调发展具有很好的指导意义,所开发的计算程序为分布式电源接入方案设计提供定量分析工具,具有很好的实用性。 目前该项目研究成果已应用于福建省2013～2020年配电网滚动规划的《分布式电源与电动汽车接入研究》专题研究和福州地区分布式光伏接入系统方案设计中,对福建2013～2020年各地市分布式电源的建设类型、建设规模及接入方面起到很好的指导作用,同时也有效的指导了分布式光伏在接入容量、接入方式及接入点的选择,节省建设投资。 研究成果具有很好的实用性,既对福建省今后的分布式电源的规划设计提供科学依据,也为分布式电源的接入方案设计提供技术支撑和辅助决策功能,可推广至福建全省分布式电源接入方案设计。