主动配电网分布式电源主动调控方法研究

摘要

主动配电网实质上是“一次有源，二次主动”的配电网，具有“有源性”和“主动性”两大特征。由于分布式电源大规模、高渗透率接入，使得电压分布和网络损耗成为了主动配电网在完全消纳可再生能源发电功率前提下的两个最重要运行指标。主动配电网的协调优化运行目标就是通过主动调控方法尽可能地降低网络损耗且使电压分布合理。本文针对主动配电网的特点和协调优化运行目标，研究其运行特性和主动调控方法。
　　本文首先通过分析分布式电源接入后配电网的电压分布和网络损耗规律，构造了关于电压降落和网损变化率的二次函数，并提出基于二次函数区间单调性的定量分析方法。采用所提分析方法，从接入容量、接入位置和功率因数三方面分析相应自变量属于不同单调区间时电压降落和网损变化率的变化趋势，深入研究了DG接入对配电网电压分布和网络损耗的影响，并以架空线路为例仿真验证了所提方法的正确性。进而，通过归纳总结，提出了分布式电源接入配电网优化运行策略的相关建议。
　　其次，根据分布式电源往往无法按理想接入点接入的实际情况，本文进一步研究了已接入分布式电源的主动调控策略。综合考虑负荷波动性和不可控DG间歇式出力变化情况，建立了主动配电网的可控DG协调优化模型，用功效系数法综合优化电压分布和网络损耗两个运行指标。在问题求解中，引入了混沌搜索机制，提出了基于帐篷映射（Tent Mapping）的粒子群算法。针对不可控DG的间歇式出力变化过大，配电网难以直接全部消纳其发电功率的情况，本文研究了“不可控DG+储能装置”发电系统的优化问题。综合考虑不可控DG出力变化特性、储能装置的容量和功率合理配置以及充放电协调控制策略，以改善不可控DG输出功率波动为目标，建立了优化数学模型，并提出了相应的优化方法。
　　最后，应用所构建的数学模型和提出的优化方法对算例进行了仿真分析，仿真分析结果验证了本文构建的数学模型和提出的优化方法的正确性和有效性。

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1 绪论

1. 1 课题的背景与意义

1. 2 主动配电网的核心特征

1. 3 主动配电网国内外研究现状

1. 4 论文的主要内容

2 分布式电源对配电网运行特性的影响

2. 1 对配电网电压分布的影响分析

2. 2 对配电网网络损耗的影响分析

2. 3 仿真验证

2. 4 本章小结

3 主动配电网分布式电源主动调控建模分析

3. 1 分布式电源主动调控策略

3. 2 可控DG主动协调优化

3. 3 基于储能的不可控DG协调优化

3. 4 本章小结

4 主动配电网分布式电源的主动调控算例分析

4. 1 可控DG主动协调优化算例分析

4. 2 基于储能的不可控DG协调优化算例分析

4. 3 本章小结

5 总结与展望

5. 1 全文总结

5. 2 今后工作展望

致谢

参考文献

附录1 主动配电网算例系统各节点一天负荷情况

附录2 攻读硕士学位期间申请及获得的专利