面向最大供电能力提升的配电网预防控制研究

摘要

随着社会经济的快速发展，化石能源危机和负荷增长速度加快等问题日益突出，不少地区电网都出现了供电能力不足的问题。智能配电网作为智能电网的一部分，其运行方式将更加灵活多变，能够有效地利用接入配电网中的各类分布式电源。因此，在供电能力不足的时候，通过改变配电网中各类分布式电源出力水平和可操作开关的开合状态，提升配电网的供电能力，使系统运行在一定安全裕度水平之上，是对智能配电网运行控制提出的新要求。鉴于此，本文对此类非故障情况下的智能配电网预防性控制策略进行了研究。
　　首先介绍了配电网最大供电能力的基本概念，分析了最大供电能力影响因素，主要包括评估时刻配电网的负荷水平、网络拓扑结构以及评估所采用的负荷增长方式。最大供电能力指标能有效反映出配电网所能承受的最大负荷水平，本文采用变增长倍数的重复潮流对其进行求解计算。介绍了典型分布式电源出力模型，研究了分布式电源对最大供电能力的影响。算例结果表明，对配电网最大供电能力进行评估，能够快速准确找出配电网运行中存在的薄弱环节，并且在薄弱环节接入分布式电源，能够有效提升配电网的最大供电能力。
　　其次建立了以配电网最大供电能力最大值为目标的配电网预防重构模型，考虑了在改变网络运行拓扑结构时需要满足的电气约束条件和网状约束条件，保证了所得结果的正确性。在总结了现有各类网络重构算法的基础上，本文采用了混合粒子群算法对预防重构模型进行了求解。为了提高求解的效率，利用支路组的概念对网络进行了化简，减少了编码的维数。算例结果表明所采用算法的正确性和有效性，通过改变网络的拓扑结构能够有效提高配电网运行时的最大供电能力。
　　最后，在前述概念和分析的基础上，以最大供电能力为配电网运行安全指标，提出了联合储能和网络重构的预防控制模型。由于网络拓扑频繁变化会降低系统稳定性，增加运行成本，本文以1天内重构次数最少为一级目标函数，以储能最大荷电容量和配电网最大供电能力指标分别作为储能控制和网络重构的二级目标函数，建立了配电网多级目标预防重构模型。提出储能充放电和重构的动作策略和联合提升最大供电能力的方法，在最大供电能力指标低于安全警戒线时优先利用储能调节，不足时再联合网络重构调节。算例的结果表明，联合利用储能和网络重构，不仅可避免拓扑频繁发生变化，也可在更大范围内保障配电网运行的可靠性，验证了本文模型和策略的可行性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1选题背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要工作

第2章 含分布式电源的最大供电能力计算

2.1分布式电源的时序特性

2.2最大供电能力的基本概念

2.3最大供电能力计算方法

2.4分布式电源的处理

2.5算例分析

2.6本章小结

第3章 基于混合粒子群算法的预防重构

3.1引言

3.2配电网重构基本原理和方法

3.3基于混合粒子群算法的配电网预防重构

3.4算例分析

3.5本章小结

第4章 考虑储能的多时段配电网预防控制策略

4.1概述

4.2配电网预防控制系统架构

4.3基于最大供电能力的预防控制模型

4.4多时段预防控制策略

4.5算例分析

4.6本章小结

结论和展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间取得的研究成果

附录B 相关参数数据