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本期文章: 『研报』安全与能效约束下分布式光伏最大准入容量评估
『研报』光伏组件减反增透和自清洁薄膜的研究进展
『研报』农村分布式能源系统运行特性及适用性分析
『研报』考虑新能源不确定性的风光火储联合系统频率特性分析
以下正文:
一、 研究背景与目标
问题:分布式光伏(PV)大规模、无约束接入配电网,会引发电压越限、网损增加等安全问题。如何精确、高效地评估配电网可接纳的最大光伏容量(准入容量)是规划与运行的难题。
目标:提出一种新方法,在确保配电网运行安全和提升系统能效的双重约束下,评估分布式光伏的最大准入容量。
二、 核心研究方法:基于电压灵敏度改进的蒙特卡罗重要性抽样
该方法旨在克服传统评估方法(解析优化算法场景单一、传统蒙特卡罗法计算效率低)的不足,其核心流程与创新点包括:
构建“计及系统能效的安全域”模型:在常规安全约束(节点电压、线路容量等)基础上,新增 “系统能效”约束(公式16),要求光伏接入后的系统平均传输效率不低于设定阈值,以引导光伏经济、高效接入。
提出“电压灵敏度指标”并用于节点聚类:
定义节点电压对有功功率注入的电压灵敏度。
提出综合电压灵敏度指标(公式11),该指标越小,表示该节点接入光伏后引起系统电压越限的风险越低,越适合接入。
利用二分K-均值聚类法,根据各节点的电压灵敏度指标和初始电压,将所有待接入节点分为3类(对系统电压影响大、较大、小)。
实施“蒙特卡罗重要性抽样”:
依据节点分类结果,为不同类别节点构造重要性分布函数(公式12),并动态调整其重要系数,使抽样向“对电压影响小”的节点(第3类节点)倾斜。
此举能在光伏准入容量最大值附近进行更密集的抽样,从而用更少的随机场景快速、精确地找到最大准入容量。
三、 主要仿真结论与效果
论文通过IEEE 33节点和119节点系统进行验证,得出以下核心结论:
显著提升评估效率与精度:
相比传统蒙特卡罗模拟法,在达到相同评估精度时,所需随机部署的场景数量减少近60%,大大提高了计算效率。
相比解析优化算法(如文献[19]方法),评估所得的最大光伏准入容量精度提升了12.41%。
有效抑制电压越限,充分利用电网容量:
采用所提方法后,随机场景中发生节点电压越限的比例从72.8%下降至47.7%。表明该方法能更智能地选择接入位置,有效利用线路的电压安全裕度。
实现安全与能效的平衡优化:
评估出的最大光伏准入容量仅减少0.39%。
但系统能效(平均传输效率)提升了4.82%。
采用“计及系统能效的安全域”模型进行评估,与仅考虑常规安全的模型相比:
这意味着在几乎不牺牲光伏接纳能力的前提下,显著提升了配电网的运行经济性。
揭示容量限制主因:在评估出的最大准入容量场景下,限制因素主要是线路传输容量越限(占比48.5%),其次才是节点电压越限(47.7%)。这为电网升级改造(如增容)以提升光伏接纳能力指明了方向。
四、 总结
该论文提出了一套创新的评估框架,通过融合电压灵敏度指标、节点聚类和重要性抽样技术,并引入系统能效作为新的约束条件,实现了对配电网分布式光伏最大准入容量的快速、精确、兼顾安全与经济性的评估,为高比例光伏接入背景下的配电网规划与运行提供了有效的决策工具。









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