主动配电网中分区协调控制策略与DG接纳能力研究

摘要

主动配电网(ADN，active distribution network)具有分布式电源(DG，distribution generation)渗透率高，控制方式灵活多样的特点，需要兼顾多目标优化以及多时间尺度运行方式，然而上述特点对传统的配电网运行模式带来挑战。首先单一的集中控制方式不足以满足电网内同时含有多种运行方式的需求，且无法精确控制分布式资源;此外分布式电源出力特性受天气因素影响，可能与负荷波动在时序上不同步，导致主动配电网对DG接纳能力较低。
　　为此本论文提出ADN分区控制策略以及提高配电网内DG接纳能力方式。建立以区域动态供蓄限额为交互信息的配电网分区方法，将配电网划分为主干电网、区域间电网以及多个自治区域的结构。其中，主干电网负责建立全网长时间尺度运行模式，并将各条馈线或自治区域等效为负荷/电源节点;区域间电网负责建立馈线内区间电气联系;各自治区域根据以上二者运行结果进行内部优化控制。为了实现区域电网与主网之间传输功率的相互协调，本文建立区域动态供蓄限额模型，将区域对外传输功率随端口电压变化特性量化表述。在算例分析中，将本文所提出的分区控制计算结果与集中控制计算结果相比较以验证该方法的可行性，并从计算时间，迭代次数等方面证明其优势。
　　为提高ADN内分布式电源接纳能力，论文针对电动汽车(EV，electric vehicle)建立可控负荷模型。利用需求侧管理(DSM，demand side management)中电价引导的方式，提出充电时序优化策略以及充电位置优化策略，最大限度提高DG功率输出，缓解因电源出力高峰与负荷高峰出现时间不同带来的调度压力。最后对所提出的模型和控制算法进行了仿真验证，通过比较不同的充电策略，证明综合协调电动汽车时间有序充电与位置有序充电策略可最大限度提升配电网对分布式电源的接纳能力。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 配电网分区控制策略研究现状

1．2．2 主动配电网中分布式电源接纳能力研究

1．2．3 主动配电网中可控负荷模型研究

1．3 本文主要研究内容

第2章 主动配电网分区协调控制策略

2．1 主动配电网分区控制框架

2．2 各类电网运行方式

2．3 ADN内受到扰动时控制原则

2．4 本章小结

第3章 自治区域动态供蓄限额求取方法

3．1 区域对外交互功率限额求取方法

3．2 区域动态供蓄限额模型分析

3．3 具有变量范围约束的潮流优化算法

3．4 算例分析

3．4．1 网损优化实验

3．4．2 成本优化实验

3．4．3 分区计算效率分析

3．5 本章小结

第4章 可控负荷对提高ADN电源出力的研究

4．1 电动汽车充电时序优化策略

4．1．1 电动汽车无序充电状态模拟

4．1．2 充电负荷转移模型分析

4．1．3 充电负荷转移量优化模型分析

4．2 电动汽车充电位置优化策略

4．2．1 充电负荷优化分配通用模型

4．2．2 考虑时间耦合特性的充电负荷优化分配模型

4．3 算例分析

4．3．1 光伏场景中电动汽车有序充电结果分析

4．3．2 风电场景下有序充电优化结果

4．4 本章小结

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢