考虑源荷波动特性的分布式电源并网优化配置

摘要

近年来，世界范围内能源问题日益严峻，供电需求量迅猛增长，分布式电源以其经济、环保、控制灵活等优势逐渐成为清洁能源入网的主要途径。一方面，随着高渗透率的分布式电源（distributed generation，DG）并网给系统运行带来冲击，不合理的配置往往会导致潮流逆变、可靠性降低、孤岛效应等，为供电的安全性带来隐患；另一方面，风力、光伏等发电单元的大规模投入，增加了系统的不确定性，为配电侧的稳定运行带来新的挑战。因此，考虑配电侧源荷波动特性对 DG 进行合理的优化配置具有重要意义。本文主要开展以下工作： 基于分级协调原理，建立配网侧分布式电源的优化配置模型，初级模型采用网损灵敏度排序的方法，进行DG 并网的初步选址定容；高级模型从多角度出发，进一步考虑DG并网的经济、技术以及环境指标，以确定分布式发电的最优配置。 在利用机会约束处理风电、光伏出力的不确定性时，往往将多目标优化问题通过加权的方式转换为单目标进行优化求解，权值的分配带来很大的主观因素，本文针对此问题，直接采用多目标机会约束的方法，考虑DG投入运行的整体效益、系统运行稳定性以及清洁能源接入对环境带来的改善，对其出力进行优化。根据实测数据，进行风、光出力的概率建模，并采用概率潮流的方法进行优化目标的区间估计和机会约束的校验。以PG&E69节点配电网作为仿真系统，验证优化结果的可行性。 针对现有多目标粒子群算法易早熟及陷入局部寻优等问题，提出基于逐步淘汰策略的改进多目标粒子群算法（multi-objective particle swarm optimization based on step by step elimination strategy,MOSEPSO）。由于拥挤度计算策略会导致所得非劣解排列较为稀疏，将逐步淘汰策略应用到下一代粒子的选择过程，并对粒子群算法中的惯性因子、加速因子进行动态处理，以提高求解精度和解的多样性。采用MOSEPSO对模型求解，结果表明该算法具有一定的正确性和有效性。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题完成的主要工作

第2章 基于分级协调原理的DG多目标优化配置

2.1 引言

2.2 配电网中DG协调优化数学模型

2.3 多目标DG规划求解方法

2.4 算例分析

2.5 本章小结

第3章 考虑不确定性的DG多目标优化配置

3.1 引言

3.2 风、光、负荷的概率建模

3.3 考虑DG随机出力的概率潮流计算

3.4 基于机会约束的数学模型

3.5 求解策略

3.6 本章小结

第4章 算例分析

4.1 风力、光伏分布式发电及负荷波动的概率分布

4.2 计及波动特性的DG优化仿真结果分析

4.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢

附录