基于PSCAD的智能配电网随机潮流的仿真研究

摘要

智能配电网解决的问题之一是分布式电源的大量接入，分布式电源很多属于间歇性的电源，如何保障电网在随机性功率注入的情况下，系统能够安全经济运行是智能电网必须解决的问题。因此本文对智能电网支路功率过载风险评估进行了研究，重点研究支路功率的概率分布与电源注入功率分布的关系，而研究随机潮流的首要问题是仿真问题。
　　本文首先利用将潮流方程线性化的方法，建立了支路功率与节点注入功率的关系模型。然后建立了智能配电网随机潮流分析的PSCAD模型。利用可控幅值和相位的电压源来模拟随机注入功率的间歇性电源。通过PSCAD中随机数模块以及搭建的累积分布反函数模块，产生按需求分布的随机注入功率。利用PI控制环节，控制电源电压的相位，进而控制随机电源的注入功率。
　　在所建立的仿真模型的基础上，选择了IEEE9标准网络进行PSCAD仿真验证。最后结果表明：仿真的结果即根据PSCAD里测得的数据通过Matlab进行统计处理得到的分布，与理论分析即卷积的分布得到的结果相匹配，由此证明支路功率与节点注入功率的线性化模型和PSCAD仿真模型的正确性。
　　本文通过PSCAD仿真验证所建间歇性电源和负荷模型的正确性，并通过Matlab数据处理所得到的累积分布函数和概率密度函数具有一定的研究价值，为以后进一步研究智能电网支路功率过载风险评估相关随机潮流问题奠定了理论和仿真模型的基础。

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第一章 绪论

1.1 智能电网的随机潮流分析的意义

1.1.1 智能电网定义和特点

1.1.2 问题的提出

1.2 国内外的研究现状

1.2.1 随机潮流研究现状

1.2.2 随机潮流的仿真现状

1.3 本文所做的工作

第二章 智能配电网随机潮流的数学模型

2.1 潮流的随机模型

2.1.1 负荷模型

2.1.2 风力发电模型

2.2 潮流方程的数学模型

2.2.1 电力系统潮流方程

2.2.2 随机潮流数学模型的线性化

2.3 系统输出的分布

2.3.1 输入输出的分布关系

2.3.2 累积分布反函数法

2.4 本章小结

第三章 随机性电源和负荷的PSCAD仿真模型的建立

3.1 模拟电源和负荷的随机性

3.2 随机数的选取

3.2.1 累积分布反函数的拟合

3.2.2 拟合 k的 Matlab流程图

3.3 建模过程

3.3.1 符合正态分布的随机数

3.3.2 PI控制

3.3.3 模块选择

3.3.4 仿真结果显示

3.4 建模仿真验证

3.4.1 单电源-无穷大

3.4.2 双电源—无穷大

3.4.3 环网—无穷大

3.5 累积分布反函数法

3.5.1 双电源的累积概率分布反函数

3.5.2 环网的累积概率分布反函数

3.6 本章小结

第四章 智能电网的PSCAD仿真

4.1 IEEE9仿真系统介绍和理论推导

4.1.1 IEEE9仿真系统

4.1.2 理论分析

4.2 PSCAD仿真验证

4.2.1 概率密度曲线

4.2.2 累积概率分布反函数

4.3本章小结

第五章 结论

5.1 本文的总结

5.2 本文的创新点

5.3 有待解决的问题

致谢

参考文献