考虑失负荷风险的配电网光/储与计划孤岛协同规划

摘要

为了推行新能源发电新技术的发展，我国推行了一系列电力体制改革的措施，配电网将会接纳多种形式的可再生能源，其中光伏电源凭借其本身环境友好、配置灵活等特点日益受到关注，已逐渐占据我国电力资源构架中重要的一环，同时光伏出力的随机性和波动性的特点，又需要配置储能装置来平滑这种不确定性，两者对配电网稳定运行等产生了一定影响。而配电网故障过程中风险降低涉及到光储、配电网网架和负荷分布等多种因素，有必要研究光储与计划孤岛协同规划方法，确保配电网运行的安全性和经济性。
　　本文以光储和计划孤岛协同规划为对象，做了以下工作:(1)分析了光伏分布式电源的基本特性以及对配电网运行和规划的影响，运行方面的影响包括对损耗、电压质量、可靠性的影响，规划的影响包括增加配电网规划的不确定性、降低配电网设施利用率、增加了配电网运营管理难度三个方面。(2)分析了协同规划的主要内容与目的，包括充分发挥分布式光伏和计划孤岛在改善配电网失负荷风险上的积极作用、增强规划方案的工程实用性、促进配网对DG的主动管理，在此基础上考虑电网公司和用户两方面的需求，建立了光储和计划孤岛协同规划的模型，以总成本最低和失负荷风险最低为多目标，电压稳定潮流不越限、光伏和储能容量限制等为约束条件。(3)介绍了将离线的计划孤岛计算和在线的风险计算相结合的改进最小路法去计算适用于规划的失负荷风险。(4)介绍了协同规划模型常用算法和针对本文问题最合适的算法非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ算法）选取和改进思路。本文总结了NSGA-Ⅱ算法的基本原理，改进方法，算法参数的选择原则，最后给出了算法的一般流程以及最优解的选择方法。(5)采用RBTS-Bus6网络主馈线F4及其3条分支馈线F5、F6和F7，给出了相应的结构数据，并且设置了规划模型及求解方法所需要的相关参数。从多个角度分析和对比规划结果，结果证明考虑失负荷风险的光储与计划孤岛协同规划模型和求解方法的合理性。
　　本文所提出的协同规划模型、快速失负荷风险计算方法和规划模型求解方法可以为未来配电网规划提供一定的参考，具有一定的实用价值。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 光储并网和计划孤岛对配电网风险的影响

1．2．2 含DG的配电网规划方法

1．2．3 DG并网后配电网可靠性计算方法

1．3 本论文所做研究工作

第2章 光储和计划孤岛对配电网的影响

2．1 光伏分布式发电的基本特性

2．1．1 光伏发电的基本原理

2．1．2 光伏发电的优缺点

2．2 光储和计划孤岛对配电网运行的影响

2．1．1 对配电网损耗的影响

2．1．2 对配电网电压质量的影响

2．1．3 对系统可靠性的影响

2．3 光储和计划孤岛对配电网规划的影响

2．2．1 增加配电网规划的不确定性

2．2．2 降低配电网设施利用率

2．2．3 增加配电网运营管理难度

2．4 本章小结

第3章 光储与计划孤岛协同规划模型

3．1 光储与计划孤岛协同规划的主要内容与目的

3．2 协同规划的数学模型

3．2．1 目标函数

3．2．2 约束条件

3．3 本章小结

第4章 快速风险评估算法

4．1 基于改进最小路算法的总体思路

4．2 失负荷风险的快速计算方法

4．2．1 改进最小路计算方法介绍

4．2．2 计及光伏出力与负荷需求相关性的孤岛概率和持续时间求解方法

4．3 算例分析

4．3．1 算例简介

4．3．2 算例结果分析

4．4 本章小结

第5章 协同规划模型求解方法

5．1 协同规划模型求解算法选取思路

5．2 多目标进化算法相关原理

5．2．1 多目标进化算法基本原理

5．2．2 NSGA-Ⅱ算法介绍

5．3 多目标协调规划模型的求解步骤

5．3．1 编码与解码策略

5．3．2 具体求解步骤与流程

5．4 本章小结

6．1 算例介绍

6．2 计算结果及分析

6．2．1 计算结果

6．2．2 考虑断路器位置和用户类别对规划结果的影响分析

6．2．3 可靠性指标和失负荷风险对结果的影响

6．3 本章小结

7．1 结论

7．2 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