弱区域配电网多模式运行优化分析

摘要

弱区域配电网在面临自然灾害时，易脱离大电网，造成大面积失电事故。为协调控制源荷平衡提高电网抗击风险能力，保证重要负荷的持续供电，亟需开展弱区域配电网多模式运行分析研究;尤其是含大量分布式电源的弱区域配电网，有较强的可行性和实用性。因此，本文针对含分布式电源的弱区域配电网，进行多模式运行优化分析，具有重要的理论研究意义和工程应用价值。
　　本文对弱区域配电网多模式开展研究;根据各个模式下不同的网架结构和电网状态信息，分别建立模型并通过海南乐东弱区域配电网进行实例分析，实现配电网在不同的运行模式下稳定运行，提高弱区域配电网供电可靠性。主要研究内容如下:
　　(1)研究弱区域配电网多模式运行框架;建立弱区域配电网模型;介绍各个模式下的研究方法，详细分析实例乐东弱区域配电网网内机组和负荷情况下，完成多模式运行的方案设计。
　　(2)研究弱区域配电网并网运行模式，建立以网络损耗最小为目标的优化模型，并兼顾经济性，优化得出分布式电源最优出力安排;并以海南乐东弱区域配电网为实例进行分析验证。
　　(3)研究风险运行模式优化策略;针对弱区域配电网在面临风险时的脆弱性，提出了极端天气风险模式;建立极端天气风险模式下的多时间尺度优化调度模型;针对不同时间尺度下的调度进行不同目标的优化安排，通过内部分布式小水电出力、主网联络线输送功率和负荷的多时间尺度联合优化调度，实现系统在风险发生时确保区内重要负荷可靠供电;根据风险来临概率自适应调整水电站蓄水量可接受最小目标值，提高系统调度的经济性。
　　(4)研究孤岛检测方法和孤网运行模式下的稳定控制，通过优化策略程序，进行有序切机或负荷调整;以乐东孤网为例进行分析仿真，详细研究恢复并网的方案和流程;并对并网点两侧的最大电压差进行了仿真，为恢复并网提供参考。
　　(5)研究风险调度辅助系统架构以及基于海南乐东弱区域配电网的系统设计;设计了调度辅助系统所包含的硬件和软件结构及其功能;研究孤网主变压器保护和线路保护及其整定值计算，并用短路电流进行校核。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 区域配电网多模式运行研究现状

1．2．2 弱区域配电网风险控制研究现状

1．2．3 区域电网内部分布式电源研究现状

1．2．4 风险调度决策系统研究现状

1．3 论文主要工作

第二章 弱区域配电网多模式运行框架

2．1 引言

2．2 弱区域配电网模型

2．2．1 网内弱联络线

2．2．2 网内分布式电源

2．2．3 网内负荷

2．3 弱区域配电网运行模式

2．3．1 并网运行模式

2．3．2 风险运行模式

2．3．3 孤网运行模式

2．3．4 恢复并网运行模式

2．4 多运行模式间切换策略研究

2．5 本章小结

第三章 并网运行模式协调优化研究

3．1 引言

3．2 并网运行模式优化调度模型

3．2．1 目标函数

3．2．2 约束条件

3．3 优化算法介绍

3．4 基于乐东弱区域配电网算例分析

3．5 本章小结

第四章 风险运行模式优化策略研究

4．1 引言

4．2 极端天气下弱区域配网风险模式框架

4．3 风险模式下多时间尺度优化调度模型

4．3．1 长时间尺度调度方法

4．3．2 日前时间尺度调度方法

4．3．3 实时滚动调度方法

4．4 小水电蓄水量可接受最小目标值

4．5 基于乐东弱区域配电网算例分析

4．6 本章小结

第五章 孤网运行稳定控制及恢复并网研究

5．1 引言

5．2 区域配电网孤岛检测

5．2．1 孤岛检测的意义

5．2．2 传统孤岛检测方法

5．2．3 基于乐东弱区域配电网的孤网判据方法

5．3 孤网稳定运行模式研究

5．3．1 电网安全稳定边界条件

5．3．2 区域配电网孤网稳控研究

5．4 基于乐东弱区域配电网孤网稳控研究

5．4．1 安全稳定问题分析及控制措施

5．4．2 孤网稳定计算分析

5．5 基于乐东弱区域配电网恢复并网研究

5．5．1 恢复并网流程

5．5．2 恢复并网过程

5．5．3 并网冲击电压仿真

5．6 本章小结

第六章 乐东风险调度决策系统及继电保护配置

6．1 风险调度决策系统

6．1．1 系统框架

6．1．2 功能设计

6．2 系统硬件架构

6．2．1 硬件平台设计

6．2．2 多模式微网控制器

6．2．3 小水电优化控制装置

6．2．4 微网保护装置

6．2．5 孤岛判据稳控装置

6．2．6 孤岛稳控装置

6．2．7 同期装置

6．3 系统软件结构

6．4 乐东弱区域配电网孤网保护配置

6．4．1 乐东弱区域配电网孤网保护分析

6．4．2 线路保护

6．4．3 变压器保护

6．4．4 “南巴河-乐东”孤网保护配置

6．4．5 “富光-抱由”孤网保护配置

6．5 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文及参与的项目