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《华南理工大学》 2017年
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主动配电网孤岛划分及可靠性规划研究

郭俊宏  
【摘要】:当前国内外的能源体系和经济体系不断深化改革,为应对持续增长的电力负荷及传统化石能源短缺问题,新能源发电技术成为当前研究热点。随着可再生能源发电技术的逐步完善和成熟,分布式电源(Distributed Generation,DG)凭借发电方式灵活和环境友好的优点,越来越多地接入配电网,并实施主动管理技术和主动控制技术,构成主动配电网。DG能就近向负荷供电形成孤岛网络,合理的孤岛运行方式能有效发挥DG优势,提高系统的供电可靠性,受到电力行业的广泛关注。本文围绕主动配电网孤岛划分及可靠性规划的若干问题展开研究,主要工作和研究成果有:1)无功平衡是制约孤岛可行性和安全性的重要因素,而作为主动配电网主要无功电源的DG自身功率特性常常被忽视,使孤岛功率平衡难以满足。为调和模型求解速度与准确度的矛盾,构建了一种主动配电网孤岛划分的混合整数规划模型。该模型基于解析几何模型线性化DG的P-Q功率极限,有效计及了双馈风力发电机、同步发电机和逆变型发电机的功率特性;通过双线性模型线性化含电压功率乘积项的基尔霍夫电流方程;分离约束模型解决孤岛网络拓扑变化和负荷切除的问题;采用特殊排序集合2线性化平方项。通过算例验证了所提模型有效性。2)针对配电网故障恢复过程的多步复杂问题及孤岛网络独立运行,提出了一种基于弹性恢复策略的主动配电网故障恢复方法。所提方法可分为两阶段,在第一阶段,设计了主动配电网孤岛划分的MIQCP模型,黑启动电源采用droop控制接入电网,支撑当地电压和频率,调节机组输出功率,将故障下游系统在预设的约束下解列成多个独立运行的孤岛自组网,与传统孤岛划分模型相比,有效计及了系统动态变化的频率;第二阶段,处于稳态的各个孤岛采用启发式搜索的自愈策略,有序地联结分散的孤岛,形成互联系统。通过算例验证了所提策略有效性。3)针对配电网规划搜索和校验2步试探求解耗时且依赖经验的局限性,在孤岛划分模型的基础上开展多阶段分层主动配电网可靠性规划研究。该分层模型将ADN网架结构和DG选址作为整数决策变量,建立以综合费用最小为决策目标的主问题,获得主网架结构;对规划后网架进行N-1安全性校验,建立以年缺供电费最小为目标的孤岛划分为子问题;2层模型均考虑了满足潮流约束、支路容量约束和电压幅值约束。基于广义Benders分解算法迭代主问题和子问题以获得最优目标网架。通过算例分析验证了所提方法的有效性和可行性。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM732

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