光伏接入

随着并网光伏数量和容量的增加，中压配电网电压波动及网损过大等问题日益突出。为此计及中压配电网的通信条件与计算能力等特点，提出了一种面向中压配电网的分布式光伏集中调控优化策略，抑制中压配电网电压波动及网损过大。分析光伏并网对配电网电压及网损影响，构建了以中压配电网潮流平衡方程、节点电压、支路电流及系统运行为约束，以网损最小、电压波动最小和分布式电源消纳最大为目标的多目标优化控制模型；采用商用CPLEX对模型进行求解；最后结合算例仿真对模型进行了有效性验证。结果表明，所提优化控制模型可有效降低配电网电压波动，合理分配分布式电源出力，降低网络损耗，同时保证光伏利用率处于相对合理区间。

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。

为了解决大规模分布式光伏接入配电网导致光伏并网点出现电压越限问题，提出了一种基于分布式共识协同(distributed consensus collaboration, DCC)的光伏逆变器电压控制方法。光伏逆变器电压控制采用基于功率调节的下垂控制模式，利用下垂控制调节光伏的有功功率与无功功率，实现对光伏并网点电压的控制。分布式协同共识是将接入系统的光伏有功功率输出与光伏最大输出跟踪比作为状态变量，通过分布式共识协同算法实现下垂控制启动参数的调整和光伏逆变器之间的电压协同控制。通过一个含分布式光伏的真实馈线系统进行算例验证，基于德国DIgSILENT软件进行仿真。结果表明，所提电压控制方法能有效抑制光伏并网点的电压越限问题，并在电压调节过程中降低光伏有功功率出力的削减，提升光伏逆变器的无功功率调节量。

当前，国网山东省电力公司在转型发展中面临两大痛点：一是光伏接入点多面广，全面监控难。山东是新能源大省，光伏装机总量全国第一，分布式光伏户数超过80万户，也是整县光伏试点第一省份；二是电力系统庞大复杂，安全稳定需求高。山东电网是全国最大的特高压交直流混联电网，亟待应用“大、云、物、移、智、链”等新兴信息通信技术，提升电力网络运行安全性。为解决上述痛点，国网山东省电力公司联合国家电网有限公司数字化工作部、山东电力工程咨询院有限公司、北京智芯微电子科技有限公司、南京南瑞信息通信科技有限公司共同开展5G应用实践，并于2021年9月在山东建成全国首张省域5G电力示范网，形成可复制、易推广的电力5G应用模式。

分布式光伏在交流侧公共连接点(point of common coupling, PCC)汇流的功率有较大的随机性与波动性，影响电网的稳定运行。为此，提出了基于经验小波变换(empirical wavelet transform, EWT)的分布式光储PCC功率自适应平抑方法。首先，针对混合储能(hybrid energy storage system, HESS)与分布式光伏接入PCC的典型场景，在分析EWT自适应处理波形的特点后，结合功率波动率与储能元件的响应特性，对PCC的光伏原始汇流功率进行EWT分解与优化修正，实现HESS的功率初级分配。之后为避免HESS的荷电状态(state of charge, SOC)频繁越限，提出了一种主动功率补偿的SOC控制策略，通过主动改变储能的参考信号使其SOC在安全范围内工作。结合实际数据的仿真验证表明，该平抑方法能够自适应地实现光伏出力的合理分解与功率分配，在延长储能使用寿命的同时有效满足并网功率波动的要求，为平抑光伏输出功率波动提供了新思路。

随着新基建概念的提出，以5G基站、电动汽车为代表的新型负荷大规模接入城市配电网，对配电网的安全与经济运行产生了显著影响。为了评估城市配电网对新基建负荷的容纳能力，提出一种基于负荷增长需求与配电网承载能力的配电网可开放容量评估方法，在新基建负荷及分布式能源接入的条件下计算各负荷节点所能增供负荷的总额作为可开放容量。在考虑电压、潮流等约束条件下，采用二阶锥松弛方法实现模型的快速优化求解。此外，考虑到分布式光伏接入位置和顺序对可开放容量的影响，以可开放容量最大为目标按照动态规划的方法对分布式光伏的并网位置进行优化。在某地区配电网网格中进行仿真分析，结果表明，所提方法可以有效评估城市配电网网格的可开放容量水平，并通过调整分布式光伏的接入位置实现了可开放容量的动态优化。

近年来，随着我国能源转型的不断深入、光伏发电技术的逐渐成熟以及发电成本的逐步降低，分布式光伏在配电网中的占比日益提高，配电网的电能质量问题愈发显著，如电压越限、电压不平衡、线路过载、闪变以及谐波超标等问题，其中，电压越限是限制分布式光伏接入容量的主要因素。该文首先总结了目前常用的含高渗透率分布式光伏的配电网电压调节方法，在此基础上，分别对每种电压调节方法进行了详细介绍。最后，对比分析了各种电压调节方法的优劣性，并对未来含高渗透率分布式光伏的配电网电压调节方法提出相关建议。

分析了分布式光伏在接入低压配电网过程中出现的透明感知、信息安全、设备安全等方面问题，提出基于IPv6的分布式光伏快速感知与调控技术方案，研发分布式光伏快速感知与调控装置，有效解决了低压有源配电网不可观测、不可调控的问题，提升了配电网的供电可靠性。基于IPv6技术的即插即用，实现了分布式光伏的快速接入、减少了现场调试和运维；基于信息内外网隔离技术，满足了光伏数据在信息内外网的采集与上传；基于边缘代理调控技术，实现了光伏的远程调控，避免了配变反向重过载等问题，提升了台区电能质量。

未来电动汽车(electric vehicle, EV)以及光伏(photovoltaic, PV)在配电网中的接入比例逐渐增高，这不仅带来了复杂的不确定性问题，而且导致了配电网净负荷时空分布的不均衡，从而产生了弃光、失负荷以及潮流分布不均匀的问题。基于此，考虑电动汽车充电负荷以及光伏的不确定性，提出了一种基于柔性多状态开关(flexible multi-state switch, FMS)和动态重构的含高比例电动汽车-光伏配电网灵活运行方法。首先，基于FMS灵活功率调控和网络动态重构，构建了支撑高比例电动汽车-光伏接入的配电网灵活运行框架。其次，利用蒙特卡洛随机模拟法对各类电动汽车充电负荷以及光伏出力进行不确定性建模，建立了基于场景集以及场景缩减法的随机规划模型。然后，建立了以弃光、失负荷、FMS损耗、网损成本最小和负荷均衡度最优为目标的配电网灵活运行模型。最后，在158节点系统上通过算例验证了所提方法的有效性。

针对配电网光伏接纳能力优化问题，兼顾光伏投资方收益与运营方网损，提出一种计及弃光约束的配电网光伏接纳能力评估方法。首先，以网损最小为目标，将弃光约束引入基于DistFlow方程的评估模型，将问题转化为不同弃光阈值下的二阶锥规划问题；然后，以固定增量迭代增加弃光阈值，计算得到相应弃光阈值下的光伏接入容量和弃光率，依据投资收益与光伏总接入容量及弃光率的差分关系，插值估算出投资利润最大时的光伏总接入容量和弃光率；最后，采用回代策略将估算得到的总接入容量和弃光率作为新约束，代入评估模型，计算各备选节点的接入容量。在改进的IEEE 33节点系统中进行仿真计算，结果表明所提方法确定的光伏接入容量能够较好地平衡投资收益和网损。