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主动配电系统能量优化调度模型研究现状

时间:2021-12-11 15:13来源:毕业论文
当各种分布式电源接入到配电网中会对配电网产生一系列的影响,尤其是由可再生能源 构成的分布式电源的接入。会对传统配电网规划、运行和保护等方面带来影响。在运行和调 度方

当各种分布式电源接入到配电网中会对配电网产生一系列的影响,尤其是由可再生能源 构成的分布式电源的接入。会对传统配电网规划、运行和保护等方面带来影响。在运行和调 度方面来看这个问题时,分布式电源接入到配电网中造成的影响可以大致总结成如下的三点问题。首先对于传统的配电网来说,它是典型的一对多模式,即一个电源对应供给多个用户, 而变电站便是配电网中的唯一电源,潮流的流向在放射型网络中是比较明确的,电网之间的 不平衡程度比较低;但是当分布式电源接入配电网以后,因为分布式电源会向电网输送电能, 这就迫使配电网转为多电源多用户的模式,网络中潮流的流向未知性上升,并且会出现双向 潮流。其次使用可再生能源进行发电的分布式电源在配电网中占据比较大的比例,但是大多 数的可再生能源,例如光伏发电和风力发电等,它们的出力大小是由周围环境状况决定的, 其电源出力的波动性大,可调度性不好。最后,由于分布式电源输出功率的增加,使得电网 末端节点的电压升高,将出现电压的偏移和闪变现象,同时由于分布式电源接入电网要经过 电力电子装置,在直流转交流过程中会产生大量的谐波。75306

1 国外研究现状

目前在欧洲,英国、西班牙和丹麦等国家和地区深入的开展了主动配网的技术研究,也 建立了一些示范工程来检验理论的正确与否。其中影响力最大的是欧盟第六框架计划主导的 主动配电网示范工程(ADINE),其利用电力电子、自动化、信息和通信等技术将分布式电源 大规模的接入配电网中,将配电网的主动管理作为其核心理念。ADINE 示范工程在 5 个场景 下模拟了对接入大量分布式电源的主动配电网管理,其 5 个场景包括反孤岛保护、保护定值 自适应整定、基于分布式电源的电压控制、电压协调控制和基于静止同步补偿器的电能质量 控制。此外 ADINE 示范工程还进行了联合试验,演示了主动配电网管理系统是怎样与主动配 电网进行交互的,解决主动配电网中的电压控制、保护、电能质量、故障穿越和孤岛运行等 问题。这项示范工程的试验表明,在主动配电网管理的方式下,电网的运行情况更优,并且 分布式电源也更加容易接入到配电网中。论文网

2 国内研究现状

随着各国各地区微电网示范工程的建立,微电网的优化调度研究也取得了一定的成果。 优化调度的关键是根据负荷需求预测量和当地气象预测量确定分布式电源的发电量,使能源 的使用更经济。因此,对各类分布式电源的运行经济性进行准确评估、对不可调度单元的发 电量和负荷需求量进行准确的预测、建立合理的微电网调度模型、使用合适的优化算法等都 是微电网优化调度所研究的问题[2]。目前,国内对微电网优化调度的研究如下:

文献[2]对用户损失最小和对环境影响最小的多目标优化模型进行求解,将微电网优化调 度中的多目标合理简化成单目标,采用最大模糊满意度法进行求解。文献[3]分析和建立了微 电网内各种分布式电源的数学模型、优化调度的约束条件和目标函数,采用基于粒子群算法 求解目标函数,同时引入了负荷竞价策略,增加了切负荷和卸荷作为功率调节手段。文献[4]对电功率存在的动态条件进行了充分的运用考量,从而将其进行精简,制作出动力学蓄电池 仿真系统,通过完善后的多种群的编码遗传算法方式,对目标函数进行最终的结果优化,此 外,还增加了关于处罚类的项目,涉及蓄电池荷电情况。文献[5]则提供了好几种目标完善仿 真系统,囊括了污染物的排放程度、可持续性资源的使用情况与仪器使用的经费情况,在确 定的控制调度方案背景下,通过十进制最优保留遗传算法方式对储能设备进行最好的结果完 善,且对分布式电源进行完善调整。文献[6]充分考量多个成本,包括仪器投入经费、燃料耗 损经费、工作维护经费等,而最终的目标是使得最低的经费投入,还能取得最好的环保效果, 建立基于不同控制策略的孤岛型风电、光电、柴油发电、储能装置的微电网优化调度模型, 采用改进型非劣排序遗传算法寻求最优解。文献[7]建立了大电网和微电网的联合调度模型, 以发电成本最小为目标函数,以主动配电网内分布式电源出力的上下限为约束条件,采用差 分进化算法求解微电网与大电网调度模型。文献[8]考虑了风能和太阳能的随机性、互补性, 建立基于机会约束理论的微电网随机优化模型,该仿真系统的任务函数是最低的用电合计金 额,通过抽样平均相似法进行条件转换,从机会束缚条件到肯定的条件,并采用粒子群算法 寻优求解。文献[9]在孤岛运行模式下,建立了发电成本最小的目标函数,并通过遗传算法进 行优化求解,实现对微电网内发电成本的优化控制。文献[10]以时间为衡量的尺度,将主动 配电网的优化调度分为日前优化调度和实时调度两个阶段。其中在日前优化中重点研究了主 动配电系统总体运行的经济性,而在实时优化过程中重点研究了对分布式能源发电系统和变 压器分接头的调整,使它能够满足之前系统给定的运行工况。文献[11]也同样是考虑了主动配 电网的不同阶段的运行特性,但是不同的是该文献将主动配电网在物理层面分成区域控制系 统和全局能量系统两个层面,因而分别设计了长时间尺度下的短时间尺度下的区域自治控制 策略和全局优化控制策略,并且实现了在优化调度过程中的时间和空间解耦。 主动配电系统能量优化调度模型研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_86223.html

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