配电网中计及大规模分布式光伏的储能单元定址定容研究

摘要

在含有大规模分布式光伏的配电网中，储能单元在提高光伏消纳、稳定配电网经济安全运行方面具有重要作用，而定址定容规划作为其功能发挥的关键问题，是否合理将影响配电网的运行状态。本文围绕着配电网中计及大规模分布式光伏的储能单元定址定容相关问题展开研究，针对不同的问题，提出了不同的模型及其求解算法，主要内容如下:
　　(1)基于OpenDSS，构建了包含光伏系统、储能单元、变压器、线路和负荷在内的配电网元件模型，并对快速潮流计算方法及其扩展潮流分析功能进行了介绍。
　　(2)研究了关于分布式光伏消纳与储能单元定址定容的规划方法。基于配电网的光伏规划要求，对储能单元采用了一种评估→判断安装→验证的定址定容求解模式，其间提出了一种评估配电网分布式光伏消纳能力的随机场景方法和储能单元先定址后定容的方法。
　　(3)基于虚拟电厂的分布式电源管理方式，对具有多功能的储能单元配置方法进行了研究。介绍了集中控制模式下虚拟电厂的控制运行，基于储能单元的需求响应、削峰填谷和提升电压质量等功能作用，构建了虚拟电厂调度模型和储能单元配置模型，对两模型归一化后采用混合整数线性规划、粒子群优化算法和快速潮流计算进行求解。
　　(4)针对储能单元的储能类型、储能容量、储能功率、储能位置和调度策略等五种规划因素，研究了分布式储能单元的定址定容方法。在对储能单元选型和完善其成本寿命模型的基础上，构建了下层求解调度策略，上层求解容量、功率及位置的双层规划模型，并提出了一种由混合整数线性规划方法、SPEA2(improving the strength pareto evolutionary algorithm)-PSO(particle swarmoptimization algorithm)和快速潮流计算组成的混合算法对模型进行求解。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 本课题研究的背景与意义

1．2 储能单元现状

1．2．1 储能技术

1．2．2 储能单元在电力系统中的应用

1．3 储能单元定址定容研究现状

1．4 本文主要工作

第二章 含分布式电源的配电网OpenDSS建模与分析

2．1 OpenDSS概述

2．2 配电网的元件模型

2．2．1 分布式电源模型

2．2．2 其他元件模型

2．3 配电网潮流计算

2．3．1 快速潮流计算

2．3．2 潮流分析功能

2．4 本章小结

第三章 配电网分布式光伏消纳与储能单元定址定容

3．1 引言

3．2 配电网分布式光伏消纳能力评估

3．2．1 评估方法

3．2．2 评估方法特点

3．3 储能单元定址定容

3．3．1 储能单元定址

3．3．2 储能单元定容

3．4 算例仿真

3．4．1 配电网概述

3．4．2 光伏消纳与储能单元定址定容

3．5 本章小结

第四章 虚拟电厂下多功能储能单元的配置方法研究

4．1 引言

4．2 虚拟电厂的建立

4．2．1 虚拟电厂模型

4．2．2 虚拟电厂运行规则

4．3 储能单元求解

4．3．1 储能单元功能分析

4．3．2 储能单元求解分析

4．4 虚拟电厂调度模型

4．4．1 虚拟电厂元件模型

4．4．2 虚拟电厂调度模型

4．5 储能单元配置模型

4．5．1 经济利润目标

4．5．2 电压稳定目标

4．5．3 储能单元配置模型

4．6 多功能储能单元配置求解

4．6．1 目标归一化

4．6．2 求解过程

4．7 算例分析

4．7．1 算例概述

4．7．2 虚拟电厂调度仿真

4．7．3 储能单元配置仿真

4．8 本章小结

第五章 基于双层规划模型的配电网分布式储能定址定容研究

5．1 引言

5．2 分布式储能单元模型

5．2．1 分布式储能单元线性模型

5．2．2 分布式储能单元的寿命成本模型

5．3 双层规划模型

5．3．1 下层模型

5．3．2 上层模型

5．4 求解过程

5．4．1 SPEA2-PSO算法

5．4．2 混合算法

5．5 算例仿真

5．5．1 配电网概述

5．5．2 案例仿真

5．6 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 未来展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况