含废矿抽蓄电站的主动配电网配置和运行研究

摘要

主动配电网可以对系统中的资源进行主动管理，使用灵活的调节技术实现潮流的有效控制。但是可再生能源的随机性和间歇性导致主动配电网运行的不确定性，需要储能系统参与调节。随着国家深入推进煤炭去产能进程，研究利用废矿建造抽蓄电站服务于主动配电网运行可以实现资源优势互补及废矿的再利用。 本文首先介绍了废矿抽蓄电站、利用传统抽蓄电站服务于电网运行以及含储能系统的主动配电网优化调度等方面的国内外研究现状，阐述了国内外在废矿抽蓄电站研究方面的理论探索和工程应用。 然后设计了废矿抽蓄电站的基本结构，介绍了电站主要组成部分的设计思路和原理，对废矿抽蓄电站的运行功率和不同运行工况进行数学建模，并详细阐述了废矿抽蓄电站对主动配电网的调节作用和自身优势。 以降低废矿抽蓄电站投资成本、主动配电网系统运维成本及弃风弃光和负荷缺电的惩罚成本为目标，构建了主动配电网内废矿抽蓄电站的优化配置模型。通过混合粒子群和模拟退火算法，对优化配置模型进行求解。基于改进的IEEE14节点配电网系统建立测试案例，对比不同场景下废矿抽蓄装机容量和接入节点对目标函数的影响，对优化配置模型和算法的有效性进行了分析和验证，确定废矿抽蓄电站的装机容量和选址等相关参数。 选取系统经济性指标和鲁棒性指标建立含废矿抽蓄电站的主动配电网鲁棒优化调度模型，通过引入偏好模型将决策者的偏好信息引入鲁棒优化调度求解过程，通过对免疫记忆克隆选择算法进行改进用于文中模型的求解。基于优化配置模型所求得的废矿抽蓄电站信息，以改进的IEEE14节点配电网建立测试案例，验证文中模型和所提算法的可行性，分析最感兴趣点的系统工况。

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致谢

变量注释表

1绪论

1.1研究背景和意义

1.2.1 废矿地下抽蓄电站研究现状

1.2.2 抽水蓄能对提高分布式能源消纳水平的研究现状

1.2.3 含储能系统的主动配电网研究现状

1.3本论文主要工作

2 废矿抽蓄电站的结构和建模

2.1废矿抽蓄电站的结构

2.2废矿抽蓄电站的建模

2.3废矿抽蓄电站对主动配电网的作用及优势

2.3.1废矿抽蓄电站对主动配电网的作用

2.3.2废矿抽蓄储能的优势

2.4本章小结

3 主动配电网系统中废矿抽蓄电站的优化配置

3.1优化模型建立

3.2 约束条件

3.3优化求解算法

3.4仿真及算例分析

3.5本章小结

4 基于废矿抽蓄储能的主动配电网系统鲁棒优化

4.1风光不确定性及鲁棒优化

4.1优化模型

4.2 约束条件

（1）误差场景下主动配电网系统功率平衡约束

（2）误差场景对系统功率平衡影响

4.3优化求解算法

4.4仿真及算例分析

4.5本章小结

5 结论

参考文献

附录

作者简历

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