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云南具有十分鲜明的地理和资源特点,从地理特点看,在云南省西部与四川、西藏交界处分布着我国最长、最宽、最典型的南北向山系——横断山脉,受其影响,山村地区众多且用电量较少,投入巨资兴建高压输变电设备为这些山村供电显得非常不切实际。在通电村中,由于地理原因与主网联系薄弱导致供电质量不高的山村也有一定的比例。如何为这些偏远山村地区提供优质供电服务依然是云南电力公司乃至南网公司的一项重要民生任务。偏远山区供电问题主要存在以下方面： 1.山村配电网优化规划设计技术的复杂程度较高 分布式电源出力的间隙性、元件组合运行模式的多样性等特点,增加了配电网潮流计算、可靠性评估、薄弱环节辨识等建模的复杂性;山村配电网中存在多样化的可再生能源发电系统,其电力电量输出难以预测和建模,这些都增加了山村配电网优化规划设计研究的难度。 2. 山村配电网优化运行与能量管理的实现难度较大 如何有效考虑间歇性电源出力的不确定性,多种能源间的互补特性和负荷变化的多时间尺度性,在满足不同运行约束条件的基础上,实现系统的经济运行和供电可靠性的高度统一是山村配电网运行优化与能量管理面临的主要技术难点。 3.多样化的分布式电源对系统电压、频率的稳定控制带来挑战 西南偏远山区电网系统中将包含水轮机发电机组、生物质能发电机组、风力发电系统和混合储能系统。如何通过对这些电源进行协调控制给本地负荷提供稳定可靠的电力供应,维持整个独立电网的电压和频率稳定。此外,西南偏远山区电网存在多种运行模式,如何实现多种运行模式之间的平滑切换也是技术难点之一。 4. 通过多功能变流器实现电能质量的综合治理存在一定的技术难题 通常可通过安装电能质量治理装置来解决相应的电能质量问题,而在本项目中,将采用电能质量综合治理技术,主要难点为如何通过基于多功能变流器技术,对西南偏远山区电网中存在的电网电压暂降、三相不平衡及谐波等电能质量问题进行综合治理。 主要研究内容如下： 1. 分布式发电优化规划设计方法研究 根据规划期间西南偏远山区配电网的综合用能情况、可再生能源资源情况和现有网络的基本状况,确定最优的系统改造和建设方案,使系统的改造、建设和运行费用最小。 2. 多源配电网运行优化与能量管理技术研究 充分考虑各电源的输出特性,研究含多种分布式电源的山村配电网分层能量管理方法,包括日前调度计划和实时运行控制策略两个层面;在保证系统安全可靠运行的前提下,实现系统的经济运行。 3. 混合储能系统互补优化控制 研究混合储能系统协调控制技术：当农村配电网以水轮机发电机组或生物质能发电机组为主电源时,实现平滑发电机组出力,平抑可再生能源出力和负荷波动以及维持系统电压和频率稳定的目标。 4. 山村配电网多源协调及稳定控制 研究系统在不同运行模式及模式切换的过程中,不同类型分布式电源（包括水轮机发电机组、生物质能发电机组和风力发电系统）和储能设备的频率/电压协调控制技术及无缝切换解并列技术。 5. 电能质量综合治理 建立电能质量治理装置接入容量及位置的优化配置模型;研究基于多功能分布式电源逆变器、动态电压调节器（DVR）及有源电力滤波器（APF）等的电能质量协调复合控制方案;研究保障系统内重要用户优质电力供应的电能质量控制技术。
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