含分布式电源配电网优化重构与故障恢复重构问题研究

摘要

进入二十一世纪以来，社会经济的高速发展伴随着煤炭、石油和天然气等传统能源的急剧消耗，人类亟需寻求可再生能源作为替代。以光伏发电、风力发电、燃料电池和微型燃气轮机为代表的分布式发电技术日益成熟，越来越多的分布式电源应用到配电网中，而分布式电源的接入将对配电网的各方面产生重大影响。
　　本研究主要内容包括：⑴将配电网中所有变电站母线合并等效为一个根节点，分段开关和联络开关等效为边，开关之间的馈线段、配电变压器、负荷等效为节点，则整个配电网可描述为无向图。针对配电网“闭环设计、开环运行”的结构特点，采用树图描述配电网的辐射状运行结构。⑵对于含分布式电源配电网优化重构，重构前后节点的带电状态不变。本文通过“虚拟需求”保证所有带电节点均与某一变电站电源节点处在同一个连通图内，再加上闭合支路数等于节点总数减变电站电源节点数的数量关系约束，使得配电网辐射状约束得到满足。建立了以降低有功损耗为目标的配电网优化重构模型，并添加环状支路子图的链约束以提高计算效率。PG&E69节点配电系统的测试结果验证了模型的可行性。⑶对于含分布式电源配电网故障恢复重构，重构后的网络可能存在失电节点或孤岛，通过定义“虚拟节点”和“虚拟支路”的概念并对“虚拟需求”的性质进行修改，保证了各个孤岛内部网络的辐射状。建立了以恢复重要负荷量最大为目标的配电网故障恢复模型。在计及负荷可控性的情况下，分成考虑和不考虑分布式电源类型两种情况分别在PG&E69节点配电系统进行测试，仿真结果验证了模型的有效性。

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摘要

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附表清单

第1章 绪论

1．1 课题背景与意义

1．2 研究问题概述

1．2．1 分布式电源对配电网的影响

1．2．2 配电网重构概述

1．3 国内外研究现状

1．3．1 配电网优化重构研究现状

1．3．2 配电网故障恢复重构研究现状

1．4 本文主要研究工作

第2章 配电网重构的图论基础

2．1 引言

2．2 图论概念

2．3 配电网结构描述

2．4 配电网辐射状约束

2．5 本章小结

第3章 合分布式电源配电网优化重构

3．1 引言

3．2 虚拟需求

3．3 优化重构数学模型

3．3．1 目标函数

3．3．2 约束条件

3．4 算例分析

3．5 本章小结

第4章 含分布式电源配电网故障恢复重构

4．1 引言

4．2 虚拟节点与虚拟支路

4．3 故障恢复重构数学模型

4．3．1 目标函数

4．3．2 约束条件

4．4 算例分析

4．5 本章小节

第5章 总结与展望

5．1 全文工作总结

5．2 研究工作展望

参考文献

致谢

攻读硬士学位期间发表或录用的论文