新能源发电并网的配电线路降损方法与流程

本发明涉及配电线路降低能量损耗的方法，具体涉及一种新能源发电并网的配电线路降损方法。

背景技术：

光伏发电、风力发电等分布式发电装置以及电动汽车充放电站等接入配电网运行，造成配电网运行特性发生很大改变。新能源发电并网的配电网一方面不仅存在能量从配电网流向用户，同时由于用户侧小型发电装置的存在，也将出现剩余能量向配电网输送的情况。不同性质的用户在不同时间内消耗的电能大小不同，通常某一时段内功率消耗很大，而在其它时段内功率消耗很少甚至没有。新能源发电并网将进一步增大这种趋势，例如风力发电白天时段发电量很大，而夜间输出功率基本为零。为此，配电网不得不按照最大可能出现的功率情况进行设计，一方面增大电网建设成本，另一方面，流过配电线路的电流波动很大，由于配电网线路功率损耗与流过的电流的平方成正比，造成配电线路存在较大的损耗。

目前对减小配电网损耗方法的研究，主要侧重于配电网自动重构、对配电网进行优化设计和需求侧能量管理等方面，这些方法都需依据复杂的算法来达到优化的目的，实现麻烦，成本较高。因此，进一步研究实现方便、成本较低、运行可靠且能有效降低新能源发电并网的配电线路降损新方法，将非常必要且具有实际应用价值。

技术实现要素：

本发明的目的是：提供一种新能源发电并网的配电线路降损方法，该方法根据配电线路功率损耗与流过的电流的平方成正比这一关系，通过在配电变压器低压侧装设能量存储装置，对流过配电线路电流进行平峰消谷，实现降低配电线路损耗的目标。

本发明的技术方案是：本发明的新能源发电并网的配电线路降损方法，通过在具有新能源发电并网的配电变压器低压侧装设ess实施，包括以下步骤：

①将时间段t划分为等时间间隔δt的m个时间单元，则m＝t/δt；确定一个滑动窗口宽度n；

②在第i(i＝1,2,…,m)个时间间隔内ess系统检测负荷电流的瞬时值if(i)＝if(i)∠θf(i)和母线电压瞬时值uf(i)＝uf(i)∠θ(i)，其中if(i)和uf(i)分别为第i个时间间隔内负载电流幅值和母线电压幅值；θf(i)和θ(i)分别为第i个时间间隔内负载电流相位角和母线电压相位角；

③当i＜n时，设置ess输出电流参考值ieref(i)＝0，即ess不进行任何充放电动作；

④当i≥n时，计算如下电流：

若iavg(i)≥if(i)，则设置ess输出电流参考值为：

ifref(i)＝(iavg(i)-if(i))∠θ(2)

此时ess系统将输出与uf(i)同相位电流，释放能量；

若iavg(i)＜if(i)，则设置ess输出电流参考值为：

ifref(i)＝(if(i)-iavg(i))∠(-θ)(3)

此时ess系统将输出与uf(i)反相位电流，存储能量；

⑤当i＞m时，表明时间段t内的优化已经结束。

进一步的方案是：上述的步骤①中时间段t为一天，δt为5分钟，滑动窗口宽度n取值4～10。

本发明具有积极的效果：本发明的新能源发电并网的配电线路降损方法，只需在配电变压器低压侧装设能量存储管理装置，通过能量存储装置的调节作用，使得流过配电线路的电流有效值波动性减小，即可最大限度地减小配电线路上的损耗。该发明尤其适用于供电负荷功率波谷差较大的场合，控制简单，易于实现，具有很高的实际应用价值和市场推广前景。

附图说明

图1为本发明实施例所采用的配电系统单相等效电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

(实施例1)

本实施例的新能源发电并网的配电线路降损方法，其通过在具有新能源发电并网的配电变压器低压侧装设能量存储装置即图1中的ess，通过ess的调节作用，使得流过配电线路的电流有效值波动性减小，即可最大限度地减小配电线路上的损耗。

图1中，rl+jxl为供电线路等效阻抗；rt+jxt为向负荷供电的变压器的等效阻抗；rf+jxf为负荷等效阻抗；ess(energystoragesystem)为具有充放电能力的能量存储装置，可采用目前成熟的超级电容器、飞轮等作为储能元件，并配备有由电力电子器件构成的逆变器。ess可根据指令要求输出相应的电流，实现能量存储或释放；is为流经供电系统侧1的电流，if为流经含新能源的负荷侧3的电流，ie分别ess电流的瞬时值；uf为向负荷供电的母线电压的瞬时值。

方法实施步骤具体如下：

①将时间段t划分为等时间间隔δt的m个时间单元，则m＝t/δt；确定一个滑动窗口宽度n；

②在第i(i＝1,2,…,m)个时间间隔内ess系统检测负荷电流的瞬时值if(i)＝if(i)∠θf(i)和母线电压瞬时值uf(i)＝uf(i)∠θ(i)，其中if(i)和uf(i)分别为第i个时间间隔内负载电流幅值和母线电压幅值；θf(i)和θ(i)分别为第i个时间间隔内负载电流相位角和母线电压相位角；

③当i＜n时，设置ess输出电流参考值ieref(i)＝0，即ess不进行任何充放电动作；

④当i≥n时，计算如下电流：

若iavg(i)≥if(i)，则设置ess输出电流参考值为：

ifref(i)＝(iavg(i)-if(i))∠θ(2)

此时ess系统将输出与uf(i)同相位电流，释放能量；

若iavg(i)＜if(i)，则设置ess输出电流参考值为：

ifref(i)＝(if(i)-iavg(i))∠(-θ)(3)

此时ess系统将输出与uf(i)反相位电流，存储能量；

⑤当i＞m时，表明时间段t内的优化已经结束。

做为优选方式，前述的步骤①中时间段t为一天，δt为5分钟，滑动窗口宽度n取值4～10。

本发明的原理在于，通过滑动窗滤波方法，将流经线路和变压器的电流is的有效值进行平滑，减小其有效值的波动，从而降低在线路和变压器上的损耗。

以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种新能源发电并网的配电线路降损方法，其通过在配电变压器低压侧安装ESS，根据负荷功率的实时监测数据，利用滑动窗口平均方法计算储能装置输出电流参考值，储能装置根据输出电流参考值存储或释放电能，对流过配电线路电流有效值曲线进行平滑，从而降低配电线路导致的功率损耗。本发明方法利用配电变压器低压侧安装的ESS对配电网线路电流有效值进行平滑，有效降低了配电线路功率损耗，控制方法计算简单，具有很强的实用性和推广应用价值。

技术研发人员：潘曙冰;毛涛;高莹;乐健;汪立俊
受保护的技术使用者：国网江苏省电力公司常州供电公司;国网江苏省电力公司;国家电网公司
技术研发日：2017.06.19
技术公布日：2019.01.04