分布式电源的配电网置信变量和最大承载力研究

摘要

分布式电源是社会发展的重要能源选择，它在一定程度上可对配电网起有效的替代作用；另一方面，分布式电源的大规模接入使得传统无源网络变成有源网络，对配电网规划和运行带来新的挑战。为此本文开展了以下两个方面的研究：一是基于配电网简化概率规划的分布式电源对配电网置信作用的计算分析；二是具体配电网对分布式电源的最大承载力计算。　　在负荷均匀分布的假设条件下，本文将含分布式电源的变电站概率规划问题简化分解为两个子问题：首先进行变电站个数及其出线条数的概率规划；在此基础上再进行变电站容量的概率规划。前者以包含变电站固定投资费用和中压馈线各项费用在内的总费用最小为目标，后者则以包含变电站可变投资费用和主变停运损失费用在内的总费用最小为目标。模型中综合考虑了负荷变化、分布式电源随机性和负荷转供率对停电时间和停电费用的影响，并提出了中压主干线和分支线长度估算模型。针对分布式电源可以替代的变电站个数、变电站容量、馈线条数和配电网建设资金，给出了四大类置信变量的定义及计算公式。算例计算结果表明，本文概率规划与传统规划相比可减少变电站布点、容量和出线条数，且分布式电源的接入对配电网具有一定的替代作用。　　针对电气上相对独立的各馈线组或分区，建立了多约束情况下不同位置、不同类型多分布式电源接入配电网承载力评估的优化模型，并提出了相应的快速求解方法。模型以分布式电源并网容量最大为目标，将电压偏移、电压波动、短路电流和继电保护的相关技术要求等纳入约束条件。提出了基于各约束指标相对于分布式电源容量动态灵敏度的单约束和多约束协调分段计算方法（含倒推和顺推两种计算流程）。其中多约束协调法可协调考虑多类约束间的相互影响，适用于含多个不同类型分布式电源的系统。算例计算结果分析表明，提出的方法计算过程直观、稳定且高效，可为配电网中分布式电源的定址定容提供技术指导。

目录

1 绪 论

1.1 选题背景及意义

1.2.1 含分布式电源的配电网规划

1.2.2 分布式电源对配电网的置信容量评估

1.2.3 配电网最大承载力评估

1.3 本文主要工作

2 变电站个数概率规划及相关置信变量分析

2.1 简化分解思路

2.2 概率规划方法基础

2.2.1 分布式电源多状态出力模型

2.2.2 负荷曲线

2.2.3 传统规划方法

2.3.1 假设条件

2.3.2 概率规划模型

2.3.3 变电站年费用

2.3.4 馈线年费用

2.4.1 总体思路

2.4.2 变电站个数的解析表达式

2.4.3 求解步骤

2.5 分布式电源置信变量的定义和计算

2.5.1 变电站置信个数与个数置信度

2.5.2 馈线置信条数与条数置信度

2.5.3 配电网置信资金与资金置信度

2.5.4 计算步骤

2.6.1 系统概述

2.6.2 不同分布式电源不同负荷特性场景

2.6.3 不同负荷密度不同停电成本场景

2.7 本章小结

3 变电容量概率规划及相关置信变量分析

3.1 模型方法基础

3.1.2 传统变电站容量规划方法

3.2.1 容量分站规划的简化思路

3.2.2 假设条件

3.2.3 概率规划模型

3.2.4 变电站投资费用

3.2.5 停电损失费用

3.2.6 主变容量组合约束

3.3 模型求解

3.3.1 最小费用变电站容量概念

3.3.2 算法步骤

3.4 变电置信容量的定义和计算

3.4.1 变电置信容量定义

3.4.2 计算步骤

3.5.1 系统概述

3.5.2 变电站规划容量计算分析

3.5.3 分布式电源变电置信容量计算分析

3.6 本章小结

4 分布式电源接入配电网最大承载力计算

4.1.1 线路分区

4.1.2 运行方式的选择

4.1.3 承载力定义

4.2 承载力优化模型

4.2.1 目标函数

4.2.2 约束条件

4.3.1 总体思路

4.3.2 灵敏度简化计算公式

4.3.3 单约束求解法

4.3.4 多约束协调法

4.4 算例分析

4.4.1 系统概述

4.4.2 单约束最大承载力计算分析

4.4.3 多约束最大承载力计算分析

4.4.4 计算精度和效率分析

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论和讨论

5.2 展望

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间发表的论文

B. 作者在攻读学位期间参与的项目

C. 学位论文数据集:

致谢