基于宇宙大爆炸算法的孤岛微电网潮流计算

摘要

不可再生能源的减少，环境污染的加剧已经成了制约我国发展和进步的强大阻碍。为此，能够有效利用可再生清洁能源的微电网得到了重视和发展，进入了高速发展阶段。当作为支撑的配电网出现故障时，微电网可以转为孤岛模式，不受配网的影响，提高了供电的可靠性。但是当微电网转入孤岛模式，失去了大电网的功率支撑，缺少了稳定的平衡节点，牛拉法等需要设置平衡节点的传统潮流计算方法就无法运用于孤岛微电网潮流求解。而潮流计算又是电力系统各类稳定性、可靠性及安全分析的基础，因此，有必要研究一种适用于无平衡节点的孤岛微电网潮流计算方法来求解微电网的潮流。
　　本文充分考虑了孤岛微电网实际存在的不同分布式电源控制方式，包括下垂控制、恒功率控制、和恒压恒频控制三种控制方式，提出了基于宇宙大爆炸算法的孤岛微电网潮流计算新方法。把 DG装置处理为 PQ节点、PV节点和 Droop节点3种类型，建立下垂节点潮流计算模型；并利用非线性规划法将非线性节点功率方程组的求解问题转化为无约束最优化问题，再利用宇宙大爆炸算法进行求解，得到系统的稳态频率及各节点电压。最后，以改进的38节点测试系统为例，在Matlab仿真平台上使用宇宙大爆炸算法计算系统的潮流结果，并和传统的算法计算结果进行对比，验证了本文所提方法的正确性。
　　考虑到大爆炸算法存在严重依赖候选解的多样性，容易陷入局部最优解等缺点，对算法进行了一定的改良。首先找出适应值最小的候选解与质心解的适应值对比，取其优作为最优适应解，提高算法收敛速度；其次，结合粒子群算法对候选解进行优化，提高生成解的质量；最后，将宇宙撕裂理论引入算法中运用，增加候选解的多样性，同时提高算法跳出局部最优的能力。在 Matlab平台上利用改良后的算法在改进的38节点微电网系统中验证了正确性，并与原算法在收敛速度和跳出局部能力等方面进行比较，证明了其优势性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 研究现状

1.3 本文主要工作

第2章 微电网的控制策略和潮流计算模型介绍

2.1 微电网的整体控制策略

2.2 负荷模型

2.3 Droop节点控制方式和模型

2.4 PQ节点控制方式和模型

2.5 PV节点控制方式和模型

2.6 节点类型的相互转化

2.7 潮流计算模型

2.8 本章小结

第3章 基于大爆炸算法的孤岛微电网潮流计算

3.1 引言

3.2 宇宙大爆炸算法

3.3 基于大爆炸算法的潮流模型求解分析

3.4 仿真分析

3.5 本章小结

第4章 对大爆炸算法的改进研究

4.1 引言

4.2 改进大爆炸算法的原理和算法流程

4.3 改进后大爆炸算法的潮流模型求解分析

4.4 算例仿真分析

4.5 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录 攻读学位期间主要学术成果及参与项目