提高配电网接纳大规模分布式电源能力的基础性问题研究

The operation of power system in security is challenged by the integration of distributed generation (DG) nowadays as the DG become more and more important in distributed network, deeper research on the development and operating of highly-penetrated DGs is in urgent need. This project focuses on the penetration improvement of DGs' integration based on the boundary conditions and acceptance analysis of DGs in distribution network considering the interaction of DGs in different voltage levels of power grid by means of digital-analog hybrid simulation. The dynamic characteristics of distribution network is studied based on the multi-differentiation model under fierce disturbance and fluctuation conditions, which reveals the limiting mechanism of DG' integration, construct the boundary model of acceptance capability of DGs' integration, present the main factors on the acceptance sensitivity of DGs' integration and propose the construction and operation mode of distribution network with high-penetration of DGs. The simulation model of distribution network with large-scale DGs' integration is developed based on the digital-analog hybrid simulation platform and the simulation result is verified. This project clarified the universal significance of the dynamic characteristics, the restriction mechanism, the boundary model and construction/operation mode of distribution network, which will be widely used to the acceptance capability of DGs' integration and planning construction/operation maintenance in distribution network, and provides the strong support for the realization of large-scale DGs' integration and utilization of clean energy in distribution network.

分布式电源成为电网发展的重要方向，如何实现大规模分布式电源接入配电网成为新能源发展亟需解决的关键课题。本项目围绕如何分析及提高配电网接纳分布式电源能力边界问题，采用理论研究与数模混合仿真相结合的方法，考虑不同电压等级电网、分布式电源的相互作用，重点研究基于多分辨率模型的强扰动/强波动条件下的配电网动力学特性，揭示限制配电网接纳分布式电源的制约机制，构建配电网接纳分布式电源能力边界模型，进而研究配电网主要要素对接纳分布式电源能力的灵敏度，提出提高接纳分布式电源能力的配电网建设与运行模式，并在数模混合仿真平台上构建含大规模分布式电源配电网的仿真模型，对结果进行验证和完善。本项目揭示的动力学特性、制约机制、边界模型及配电网建设与运行模式等具有普遍意义，可广泛应用于配电网接纳分布式电源的技术研究、规划建设与运行维护，为实现大规模分布式电源接入配电网、提高清洁能源利用率提供坚强支撑。

目前随着全球环境问题的日益突出，分布式电源的发展成为节能减排的有效途径之一。本项目围绕如何分析及提高配电网接纳分布式电源能力问题，重点从配电网接纳分布式电源能力的影响因素研究、不同因素对配电网接纳分布式电源能力影响研究、配电网接纳分布式电源能力的制约机制研究、配电网接纳分布式电源能力的计算模型和方法研究、提高配电网接纳分布式电源能力的方法研究五个方面开展研究。取得的重要成果如下：提出了影响配电网接纳分布式电源能力的主要因素，并分析了不同因素对配电网接纳分布式电源能力的影响程度；揭示了配电网接纳分布式电源能力的制约机制；提出了配电网多维多分辨率建模方法，建立了含分布式电源的配电网多维多分辨率模型；分别提出了单一因素影响下和多因素影响下配电网接纳分布式电源能力的多层次计算模型和分析方法，较好地解决了配电网接纳分布式电源能力的计算问题；总结提出了三类常用的提高配电网接纳分布式电源能力的方法；重点分析了通过改变电网结构提高配电网接纳分布式电源能力的方法，建立了双层次能源联络线结构模型和能源联络线的优化规划模型，提出了双层次能源联络线结构的构建方法，有效地解决了如何进一步提高配电网接纳分布式电源能力的问题。本项目所取得的成果具有普遍意义，可广泛应用于配电网接纳分布式电源的技术研究、规划建设与运行维护，为实现大规模分布式电源接入配电网、提高清洁能源利用率提供坚强支撑。