基于概率潮流的给定配网网络结构的DG定址定容问题研究

摘要

电网在运行过程中会受到一些外部因素的扰动，例如用电负荷的随机波动、发电出力的随机变化等，尤其是接入大部分不可控的分布式新能源发电后，电网运行的随机性日益突显。为了掌握外部扰动对系统运转状况的影响，需要随时监测系统的运行状态，这时候就需要进行大量的潮流计算。传统的潮流计算都是确定性的潮流计算，即认为发电出力、负荷用电、开关状态均是预先确定的，因此不能反映出电网运行的随机性。概率潮流，则以概率的方式描述发电出力和负荷用电，其计算结果呈现相应的概率分布，因此能够反映出电网运行的随机特性。
　　概率潮流已经在电力系统分析的许多方面获得了一些成功应用，比如网损分析、可靠性的评估、暂态稳定分析等。概率潮流计算能够求得线路的过负荷、母线的过电压等概率统计量，根据负荷等随机扰动的概率分布求得待求状态量的概率分布函数，对发现和解决电力体系潜在问题与薄弱环节起到重要作用。
　　分布式电源（Distributed Generation，DG）与传统大电网的结合，被普遍认为是能够实现安全可靠、节能减排和绿色环保的电力系统运行模式，也是未来电力的发展方向。通过试点工程，掌握规模化分布式发电对配电低压网和中压网的影响，尤其是以积极引导、有效应对的态度，掌握其特性，逐步形成有效的规划手段，以确保含规模化分布式电源的配电网的健康有序发展，确保配电网内各类用户包括分布式发电用户的安全、可靠，同时分析各类投资的经济回报。
　　当DG接入配电网后，各支路的潮流方向会发生转变，这会对配电网网络损耗、节点电压、支路电流、短路电流等产生一定的影响。这些变化会影响电网的安全与稳定，而引起这些变化的不仅与负荷的大小相关，而且还与DG的安装位置和各节点的安装容量有联系。大量的DG被接入电网会增加电网运行、控制、调度的难度。因此，如何合理的选择DG位置和容量就变得十分重要。
　　针对以上存在的问题，本文对比研究了几种常用的概率潮流方法，最终选择两点估计法的概率潮流方法进行潮流计算。对于给定的配电网络结构，在DG个数、位置和容量均不明确的情形下，从降低网损、提高电能质量、保障电力系统安全的角度出发，建立含DG的配电网规划经济性模型。利用MATLAB软件编写程序，根据实际电网负荷的历史数据，应用遗传算法，最终得到DG的选址和定容的最优方案。

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第一章 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2课题研究的现状

1.3本文的主要工作

第二章 潮流算法的选择及相关理论

2.1 潮流算法的选择

2.2 点估计法及相关的数学基础

2.3本章小结

第三章 潮流算法及遗传算法研究

3.1前推回代潮流算法

3.2两点估计法的概率潮流算法

3.3遗传算法

3.4本章小结

第四章 基于概率潮流的DG定址定容优化模型与求解算法

4.1含DG的配电网潮流计算

4.2 配电网的网损计算模型

4.3 DG定址定容的优化模型

4.4 DG定址定容求解过程

4.5本章小结

第五章 算例分析与软件开发

5.1算例与参数准备

5.2 软件开发

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

附录