电力系统规划中可中断负荷和分布式电源的确定图文.docx
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1、中文译名电力系统规划中中断电负荷和分布式电源的确定外文原文版出处Published in:Modern Electric Power Systems (MEPS), 2010 Proceedings of the International SymposiumDate of Conference: 20-22 Sept. 2010Print ISBN: 978-83-921315-7-1Publisher: IEEEINSPEC Accession Number: 12218101译 文:摘要:电网中电力负荷的分配是电力系统规划中基础的一步。介于电力市场的实际结构和分布式电源的巨大而迅速的发展
2、,在电力系统规划中考虑这些连接点的影响是非常有必要的,包括分析它如何影响电网中的有功功率损耗以及负荷分布。本文概述了分布式电源单元定位和一种电网负荷预测的方法。该方法基于空间负荷分配、电网参数和由每个新的发电设备引起的有功损耗,且已被运用到实际系统中,展现了其使用潜力。关键词:电力系统规划模型;分布式电源;空间负荷预测;有功功率损耗一、绪论 现如今带有竞争力、大规模电力市场的电力系统结构,鼓励引进新代理商和产品、客户合作、新的消费行为和利益相关者(比如电力生产者、电网运营商、电力供应商(如交易员)的专业化。这个新的结构使得市场参与者力图设施最大化,同时尽量减少成本。在这个情况下,发展可确定和减
3、少成本的电力系统是可行的,特别是在电力系统的规划和运行中,考虑到分布式发电单元的巨大数量以及可能受需求侧管理项目影响的一种新的电力消费行为。电网成本的一部分分配给有功功率损耗(APL),这部分损耗显然受到可带来更加高效能源利用率的新政策实施的影响。有一种情形是,新的代理商在低压、中压网进行交易,电力产品相应出现同时减少了潮流中的功率损耗。这个情况直接取决于电力系统中的负荷水平及其分布。目前,减少有功功率损耗是使电力系统规划和未来系统运行成本最小化的一个方向,因此将电压控制、可靠性水平的提高及供应安全性作为主要的技术目标。在当前的能源形势下,在规划模型中考虑有影响力的变量是有必要的,比如:1.
4、可使能量矩阵多元化新技术的发展2. 引进能源高效利用新政策的智能电网这两种变量都会影响经典的有功功率损耗预测模型,使它们发挥有利影响的方法之一是给这些新的代理商确定一个战略位置使得有功功率损耗系统地减少。分布式电源的位置和应用直接取决于电网中负荷水平及其分布。在这个背景下,本文的目的是从有功功率损耗APL和负荷分布两方面来寻求使能源成本最小化的方法。在电力系统规划模型中,估算有功损耗和负荷分布并定义其为新模型的起始点,确定分布式发电单元和消耗量的首选新连接点,预测它们在电网中的影响。整体目标应该包括考虑当发生电网故障时,它们支持电力供应的潜力。已提出的方法是基于一个时间负荷预测方法的结果。一种
5、新的空间负荷分布预测方法将被提出,其分析模型包括:1. 一个新的基于统计模型的空间负荷预测方法包含: 1) 代表性区域中经济和人口数据的联系 2) 测量点的位置 3) 负荷预测值2. 对电网可供应最大负荷和基于潮流结果的每个变电站的损耗系数的分析3. 变电站之间采用最短的地理距离,将电网中各分配负荷连接4. 一条损耗系数准则,要求确定中断电负荷(Unserved Load,UL)地区、新变电所的位置和发电单元的连接建议。第二章概述了电网未来规划中供应点辨识的研究现状与发展,第三章内容有负荷分配方案、中断电负荷以及可能的供应点的辨识,第四章介绍了数学问题的结构及其求解算法,第五章介绍了将该方案直
6、接应用于实际城区电网中的情况。最后,第六章提出了分析、结论和未来在该领域的研究工作。二、 新建供应点辨别的研究现状与发展规划模型需要考虑负荷及其分布在电网中的暂时性增长。新建变电站的位置及其装机容量是电网扩建的基础。对于任何现有的或计划的变电站,至少在大多数情况下,不论是从经济意义上还是在技术意义上都各有一个首选地点。从成本的角度来看,一个变电站的最佳位置是总成本的各要素之间的最佳折衷。供应点辨识影响馈线和变电站的规模。因此,服务领域被划分为变电站服务区,每一个变电站服务区再根据电压等级来划分子区。另外,每个变电站有一个最佳大小或最佳容量,可以实现理想的服务成本关系。有了这些先决条件,建立一个
7、新供应点需要联系到被分配到每个配电和输电公司的服务区,同时能够承担安全提供新的或当前电力消费的义务。为确定新供应点的位置及其对应容量,规划系统中有几种方法是可行的。它们是基于规划者的经验或对负荷自然增长的预测。除此之外,电网中新的组成部分例如分布式电源需要以战略性的方式融入规划过程。现有论文分析了分布式电源对系统的影响、稳态、动态行为以及稳定性。照此发展趋势,在确定最优电网连接点时,应该将减少有功功率损耗作为另一条标准(在确定UL的标准之上)。三、 对现有方法的概述 3.1 空间负荷预测模型已提出的方案是基于一个由人口发展趋势统计数据决定的时间负荷预测模型,通过包含典型负荷信息的分布函数来表示
8、的,负荷信息包括如居民人数和他们的地理位置分布,商业消费的位置等。工业园区和商业建筑中,不同类型消费和消费模式中的土地利用同样也将被考虑入内。有了这个方法,每种类型消费模式下每个区域的负荷分布可以获得千瓦/平方公里单位预测指标。 3.2 因素特征网络的确定电力网络中的负荷战略分配遵循电网负载最小化的准则。其次,确定可供应最大容量以及电网中各供应点相关损耗系数,它们是由某些参数定义的。这些供应点按照它们的消费能力和由电网利用率决定的损耗程度(与有功功率损耗有关)来排列等级。除了有功功率损耗,系统的状态变量(如发电量、电压和电流水平)可以通过潮流获得。当考虑静态峰值负荷的情况下,每个电源供应点都要
9、计算一个损耗因数。损耗系数是每台运行设备最大容量的函数,表征了每个供应点的负荷水平。有了这些电力参数,电网也可能将空间分布负荷和地理分布负荷联系到电网连接点和各供应点的相关损耗系数。 3.3 电网中的负荷连接根据配电网负荷预测和电网特性,电网中负荷连接必须通过最小地理距离来实现。此外,损耗因数应该小,指定变电站容量必须合适。在这个原则下,低电压水平时电网损耗是最小的。为防止各母线和负荷之间距离相等,认为最小损耗因数对电网损耗水平造成的影响最小,最后是母线容量。 3.4 中断电负荷和电网新项目如果电网中存在中断电负荷,大小和位置都将要被确定。在已经供给负载的消费中,如果出现新建商业设备的大量增长
10、,中断电负荷会相应出现。考虑到规划电力网络和负载之间的联系,这些中断电负荷应设置在离当前供应点最远的区域。如果所有中断电负荷的负荷中心具备领域供应点的平均特性(如容量,电压等),供应点就可能被确定。另一方面分布式电源的安装和运行的实现基于损耗因数分析,例如,此处分布式电源减小电网潮流的能力需要考虑在内。考虑到分布式电源的定位和新供应点,损耗因数以及负荷的最后分布得以确定。在最后分布中,认为电网中的中断电负荷容量为零。四、 电网中负荷分配和连接的现有方法 4.1 空间负荷预测模型负荷性能中关于负荷大小和分布的几个影响因素:图1. 空间潜在影响因素模型单元其主要目标是获得地区电力消费量及其地理位置
11、。图一描述了一个城市电力网络的形成过程,可用于城市电力消费,其组成内容有:(1) 时间负荷:时间负荷结果与新工程扩展有关;(2) 城市背景:城市的特点及其居民,比如城市区域、人口密度(人/平方千米)、每户电力负荷分配、贸易密度(贸易/平方千米)以及人口增长率和土地利用;(3) 过程:根据已知条件,指标(千瓦/平方千米)可以被预测,在总区域中分为各个分区,过程如下:1) 已知每一个区的居民数、人口密度和区域的划分,可以得到一个指标用于描述每区居民数。用类似的方法,可以得到每区民用工业指标和每区农业指标;2) 每次测量中,居民数需考虑到实测住宅数,和,可通过测量获得居民的以下联系:住宅实测也包括了
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