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小型分布式电源 负荷概率建模研究①

更新时间:2009-03-28

配电网的分布式发电,通常是指发电功率在几千瓦至数兆瓦的分布在用户侧的高效、可靠的小型发电单元。这些接入配电网的分布式电源其污染少、可靠性高、能源利用率高、安装地点灵活等优点,在能源危机和全球环境问题凸显的当今日益受到重视,并在配电网中所占比例日益增加。常见的分布式电源主要有微型燃气轮机、光伏电池发电系统、燃料电池发电系统、生物质能发电系统地热能发电系统、风力发电系统等。当前,由于各种的多分布、小容量的分布式电源逐步接入我国配电网中,对配电网规划和运行产生较大的影响。

对于分布式电源的建模,国内外进行了大量研究。文献[1]基于光伏电池的基本原理和并网策略搭建了光伏发电系统的详细仿真模型。文献[2]对含逆变器的分布式电源进行了统一等效建模,其模型对于不同种类的分布式电源的外特性拟合较好。文献[3]用恒功率控制的电压源来描述FC发电系统的负荷外特性,但是其拟合效果欠佳且结论具有局限性。

然而,以上研究没有充分考虑分布式电源出力的随机性,因此以上模型应用到配电网运行和规划中,影响运行和规划的计算效果。

为此,本文从规划的角度建立了各类小容量的分布式电源的随机模型和描述,充分考虑各类分布式电源随机性的特点。

1 分布式电源建模

在这项工作中考虑了3种分布式电源单位。

(3)光伏发电分布式电源。与风速建模相同的技术也用于模拟太阳辐射度。但是,对于具体的时间段,太阳辐射数据通常具有双峰分布函数。因此,每个时段的数据分为两组,每组具有单峰分布功能,由贝塔分布描述。6个州是选择代表288的每个太阳辐射水平。太阳辐射进一步转化从PV分布式电源的特性输出功率光电面板。

(2)风力发电分布式电源。威布尔分布是最常用的描述风速的随机行为。其公式描述了速度的概率等于或小于特定速度。它被用于模拟风速固有的变异性,用于场地匹配,容量因子估计,能量损耗计算,并提供充分性评估。典型的分析风速概率模型有描述。在这里介绍的工作中,有6年的历史风速数据用于生成模型。首先,整个一年是分开的进入集群(月),其次是历史数据使用每个簇来产生典型的每日频率分布风速测量。代表的那一天每个群集进一步细分为小时时段。从这些数据,每个的平均值和标准偏差计算段,然后成为生成的基础的威布尔分布每小时。该整个风速的范围接下来离散成一个明确的州数:在这项工作中,选择6个州代表整个风速范围为每小时。这些的价值观根据中心重心排序过程选择状态描述在。最后,风速状态被转换基于所描述的风力涡轮机特性输入功率。模型的最终输出包括288个时段的6个状态的概率。

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(1)可调度分布式电源。可调度分布式电源是可派遣分布式电源的一个例子单元和任何其他类型的可调度分布式电源单元可以处理以相同的方式。对于这个长期的研究这些分布式电源单位被认为是固定的发电机组,这是这种分析的典型做法。这些单位没有相关的不确定性和操作额定容量。

2 正常负荷建模

模型的输出是每个场景有概率和描述年度8760h一组电动汽车充电电源的行为与平均年度相比功耗。

3 电动汽车充电电源充电模式

由于与能源有关的历史数据不可用在这项工作中,电动汽车充电电源的LDF的消费是概率性的基于MCS的模型用于生成虚拟数据,如图1所示。该模型是一个修改版本模型被提出,其中有两个缺陷:模型是确定性的,不考虑道路坡度的影响。因此,增加了第三个方面的能耗,考虑道路坡度,这可能会产生重大影响的能源消耗。与平坦道路相比,丘陵道路的燃油消耗增加了15%~20%。

假设有3种系统负载:住宅、商业和工业。通过多状态模型表示每种负载类型的数据。年份分为12个月,每个月都基于两种类型的日期建模:平日和周末。每个州的概率为576代表年份的时间段是基于历史数据。对于这项工作,选择了4个州代表每种类型的负载;计算状态的值中描述的中心分选过程。

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4 组合发电负荷模型

该模型描述了每种负载类型的系统状态,为了产生这个模型,这一年是分开的,为12个月,每个月按照两个模型天的类型:工作日和周末。对于每个时段,每个组合的概率将状态计算为所有概率的卷积中的这种状态相关联。假设在每个时间段(1h)期间,不同的随机变量代表负荷和发电是不相关的。这个假设保留不同的空间相关性随机变量。虽然NG分布式电源被认为是坚定的一代,问题的制定是通用的,在哪里不同国家被认为是NG分布式电源。

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5 结语

本文提出的各类小容量的分布式电源的建模,考虑了分布式电源的随机性的特点,并给出了各类分布式电源随机性的概率分布函数,适应了配电网运行和规划中考虑随机性的要求,对配网的运行和规划有着重要的理论和实践意义。

参考文献

[1]张剑,孙元章.三相单级光伏并网系统对配电网侧负荷建模的影响[J].电力系统自动化,2011,35(7):73-77.

[2]马亚辉.含分布式电源的综合负荷建模方法研究[D].长沙:湖南大学,2013.

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[4]乐程毅.基于分布式电源的微网孤网/并网运行控制策略研究[D].浙江大学,2017.

[5]秦勇,黄海斌,胡新雨,等.分布式电源线路中置柜小型线路电压采集装置:江苏,CN106154015A[P].2016-11-23.

[6]田小东,田野,席旸旸.小型分布式电源参与互动的协调优化技术[J].农村电气化,2016(8):51-52.

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薛静杰,李娟,周红莲,王冬
《科技创新导报》 2018年第07期
《科技创新导报》2018年第07期文献

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