面向可靠性与安全性的微网能量管理系统研究

摘要

随着能源需求的快速增长与节能减排政策的进一步推进，完成从现有的严重依赖于非可再生的、高污染的化石能源向可再生的、清洁的能源结构的转变已然显得愈发迫切。就提升可再生能源接入水平、降低碳排放而言，通过在配电侧整合分布式发电装置、储能单元以及负荷等相关设备，并能够在孤岛模式以及并网模式无缝切换的微网技术将在未来得到大规模的应用。然而微网的运行不仅依赖于并网接口、协调控制器、储能变流器等关键设备，有效的能量管理系统更是保障微网经济、可靠以及安全运行的关键。相较于传统电网能源管理系统，微网由于具有双重运行模式以及相对较高的可再生能源渗透率等特征，设计相应的能量管理系统存在诸多挑战。本文基于此做了如下工作：
　　一、面向可靠性的微网能量调度算法设计。针对微网能够在主电网发生扰动、电压崩溃或仅仅当电能质量不能满足负荷需求时进入孤岛模式运行的特性，在设计并网状态下的能量调度策略时，本文同时兼顾了运行经济性与供电可靠性这两个关键指标。基于该想法，本文设计了一套两阶段能量调度策略，并在理论上分析了该算法的收敛性及渐近最优性。仿真结果表明该框架确实能够在不明显的提升运行经济成本的同时提升供电可靠性。
　　二、配电网分布式状态估计数据完整性攻击。针对配电系统分布式状态估计中相邻区域网络进行状态信息交互时相应通信协议中存在的漏洞，本文提出了如何利用被攻击区域发送给其邻居区域的部分内部状态信息重构被攻击区域的内部状态向量以及测量值向量，进而设计篡改邻居区域网络发送给被攻击区域网络的状态信息的策略。仿真结果表明本文提出的攻击向量设计策略能够导致分布式状态估计最终估计值产生较大误差甚至造成整个状态估计过程不收敛的结果。

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 研究内容与主要贡献

1.3 国内外研究现状

1.4 论文组织

第二章 面向可靠性的微网能量调度算法

2.1 引言

2.2 问题描述

2.3 两阶段算法设计

2.4 两阶段算法性能分析

2.5 数值仿真

2.6 本章小结

第三章 配电网分布式状态估计数据完整性攻击

3.1 引言

3.2 问题描述

3.3 攻击策略

3.4 数值仿真

3.5 本章小结

全文总结

3.6 工作总结

3.7 研究展望

参考文献

致谢

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