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含分布式电源的配电网“N-1”安全校验方法

导读: “N-1”安全准则是配电网规划的重要准则。N-1安全即在配电网中主变、馈线等发生N-1故障后,通过负荷转带保证不甩负荷的供电安全性。

  “N-1”安全准则是配电网规划的重要准则。N-1安全即在配电网中主变、馈线等发生N-1故障后,通过负荷转带保证不甩负荷的供电安全性。

  研究表明,分布式电源的接入对提高配电网供电安全性具有十分重要的作用和积极的影响。分布式电源接入配电网的容量和位置合理和适当的情况下,可提高配电网供电的可靠性和安全性。未来配电网规划需考虑分布式电源的影响,N-1安全性校验是配电网规划的一个重要步骤,而分布式电源接入配电网后如何对配电网进行N-1安全性校验这一问题尚未解决,这对未来配电网的规划和安全性评价均有很重要的意义和作用。

  因此,本文提出了一种含分布式电源的配电网N-1安全校验方法。为含分布式电源的配电网规划提供了基础工具和方法。

  1 配电网N-1后DG的处理方法

  1.1 与配网N-1相关的DG分类

  根据分布式电源(DG, Distributed Generation)在配电网N-1故障发生后是否可以作为配电网的备用电源,分布式电源可分为备用电源DG和非备用电源DG。备用电源DG的输出功率通常可以控制,包括发电机组、微型燃气轮机、燃料电池以及带有储能装置的风力发电机和光伏等;非备用电源DG输出功率往往具有间歇性和波动性,受天气环境等因素的影响比较大,如未配有储能设备的风机和光伏等。

  根据分布式电源在配电网N-1故障后是否与主电网联网又可以分为并网DG和脱网DG。并网DG与主电网保持并网运行;脱网DG包括三种,一是电网正常运行时作为备用电源但未并网的DG;二是故障发生后直接退出运行的非备用电源DG;三是故障后形成孤岛运行的DG。

  根据分布式电源在配电网N-1故障发生后所处的区域还可以分为故障区DG和非故障区DG。故障区DG是指N-1故障发生后所形成的断电区域电网中的DG;非故障区DG同理是指N-1故障发生后处于非断电区域的DG。

  不难看出,并网DG和脱网DG以及故障区DG和非故障区DG的概念都不是绝对的,任何一个分布式电源在故障发生后随着故障恢复过程的进行,其类型也在随之改变。

  1.2 配电网N-1后DG处理

  当配电网中发生N-1故障后,对于不同的分布式电源,其处理方法也有所不同。需指出的是,在备用DG形成孤岛运行时,在保证给当地用户供电的基础上,根据自身的容量裕度,尽可能扩大供电范围,形成多用户孤岛运行模式,以提高配电网的供电可靠性。以上各类型DG在潮流计算时均可看作为PQ节点。

  2 含DG配电网N-1安全校验流程

  根据含分布式电源的配电网故障恢复流程总结得出的含分布式电源的配电网N-1安全校验流程如下。

  1)假设配电网内一个主变(一条馈线出口处)发生了N-1故障,自故障点向下找出故障区域。故障区域内如有非备用DG,则将其退出运行;如有备用DG(包括并网DG和脱网DG),就近尽可能的形成多用户孤岛运行,否则解列成单元孤岛只对当地负荷供电。

  2)找出故障断电区域和非故障正常供电区域之间的联络线。对与故障断电区域有联络关系的各个非故障正常供电区域进行潮流计算,得出各自的馈线容量裕度以及节点电压分布。

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