促进可再生能源消纳的主动配电网多目标优化运行研究

摘要

全世界范围内对能源的需求不断增加，使得分布式电源，特别是可再生分布式电源(Distributed Renewable Energy Generation，DREG)在配电网中渗透率逐步提高，主动配电网技术(Active Distribution Network，ADN)依托于信息通信技术和自动化技术，能够对配电网中的组成部分实现主动管控，从而提高配电网对规模化分布式电源接入的应对能力。本文针对主动控制模式下的有功/无功协调优化运行问题开展研究，主要工作包括以下几个方面:
　　首先，分别从电源侧和负荷侧对ADN的集成模式进行分析。并针对分布式电源、储能系统和可控负荷的调度方式和控制模式进行了研究。其中，重点对基于DC-AC换流器并网的DREG有功/无功解耦控制方式展开研究，并以促进可再生能源消纳为核心目标，设计了ADN日前优化调度策略。
　　其次，以配电网中经济效益与环境效益协同优化为目标，构建了ADN多目标日前优化调度模型。模型中，分别以ADN运行成本表征电网公司经济效益，以风电/光伏机组弃风/弃光量表征ADN的环境效益，以网络运行损耗衡量ADN运行效率。
　　而后，针对ADN多目标日前优化调度模型的多维度、非线性、断面耦合性等特点，利用自适应多目标和声算法对模型进行求解。引入动态参数调整策略和音调步长优化方法，增强算法整体性能，使得算法在多目标优化模型求解中具备良好的适应性。
　　最后，选取扩展IEEE33节点配电系统对模型进行验证分析。通过求取Pareto最优解，证明随着可再生能源利用率的提高，运行经济成本与系统网损均有所增加。算例分析表明:DREG无功调节能力有助于提高配电网的整体运行效率;计及可再生能源多电压等级消纳策略在一定DREG渗透率下，有利于提高可再生能源利用率。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究的目的和意义

1．2 国内外研究现状综述

1．2．1 传统配电网优化运行研究

1．2．2 含DG的配电网优化运行研究

1．2．3 主动配电网优化运行研究

1．3 本文的主要工作

第2章 主动配电网控制方式与策略分析

2．1 分布式电源调度方式研究

2．1．1 可再生分布式电源

2．1．2 其他常规分布式电源

2．1．3 基于DC-AC换流器并网的DG有功／无功解耦控制

2．2 储能系统调度方式研究

2．3 可控负荷调度方式研究

2．3．1 可控负荷控制特性分析

2．3．1 可中断负荷调度策略分析

2．4 主动配电网优化调度策略分析

2．5 本章小结

第3章 主动配电网多目标优化调度模型

3．1 目标函数

3．2 约束条件

3．3 本章小结

第4章 多目标和声搜索算法

4．1 和声搜索算法

4．1．1 基于混合变量的HS算法

4．1．2 HS算法的改进

4．2 多目标自适应和声搜索算法

4．2．1 MSHS算法计算流程

4．2．1 MSHS算法计算流程

4．3 本章小结

第5章 算例分析

5．1 算例描述

5．2 结果分析

5．2．1 Pareto最优解分析

5．2．2 系统功率平衡分析

5．2．3 DREG有功／无功解耦控制分析

5．2．4 可再生能源多等级纳策略分析

5．2．5 MSHS算法性能验证

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢