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基于需求响应与需求调度的配电网供电可靠性分析

王莹莹  
【摘要】:随着现代电力系统的快速发展,用户的用电量急剧增加,同时对供电可靠性的要求也越来越高。目前,为缓解用电压力,各国开展了需求侧管理等技术的研究。需求侧管理技术的实施不仅使得基于可再生能源的分布式电源的利用率提高,也有效的以电价为经济杠杆引导用户参与到电力系统的削峰填谷中,这些变化都会影响配电网的供电可靠性。因为配电网的供电可靠性直接影响着用户的用电满意度,对于农业生产、工商业经营和居民生活的有序进行发挥着重要的作用是,所以对实施需求侧管理技术的配电网进行可靠性评估具有十分重要的意义。需求响应通过分时电价机制引导用户参与电力系统的削峰填谷行为中,而可靠性与负荷之间存在非常复杂的非线性关系,针对需求响应对配电网供电可靠性的影响进行了如下研究。首先,建立基于分时电价的负荷优化模型,其中包括分时电价的时段划分、价格弹性系数的确定及用户用电量的改变模型的建立,再以系统高峰时期负荷值最小和系统负荷峰谷差值最小为优化目标,以电网和电力市场的基本约束条件作为该优化问题的约束条件,建立完整的优化模型;然后,采用二分法将优化后负荷曲线进行最优分级;最后,在每一负荷级水平上进行一次完整的可靠性评估,再将各负荷水平的可靠性指标值按负荷的持续时间进行加权平均得到最为精确的可靠性指标。由于在配电系统中实施了需求响应,负荷随着电价的改变而得到改善,为计及这种变化对可靠性的影响,在评估过程中引入了负荷的实时修正环节。针对评估结果分析需求响应对配电网供电可靠性产生的影响。鉴于传统的需求响应策略都是用户被动的接受电网制定的电价规则,为保证用户参与市场的主动性,且考虑到分布式电源出力的随机性和波动性,一种新型的调度模式应运而生——需求调度。需求调度的实施大大提高了系统运行的安全稳定性。为研究需求调度对配电网供电可靠性的影响,建立了基于需求调度的配电网供电可靠性评估模型。首先,在配电网中引入由风力发电机和储能装置的联合供电系统,并分别对风力发电机的出力情况和储能装置的充放电管理策略进行了建模;然后,建立基于分段电价的需求调度模型,计及分段电价对负荷的改变趋势;最后,在传统的序贯蒙特卡洛模拟法中引入实时负荷修正环节和负荷点故障率修正环节,利用该算法对实行需求调度的配电系统进行可靠性评估。针对评估结果,分析需求调度对配电网供电可靠性产生的影响。在MATALB上通过程序算法编写实现了上述两种可靠性评估模型,并针对改进的IEEE RBTS BUS 6测试系统进行了仿真分析通过仿真结果可知,需求响应和需求调度的实施都有效的改善了配电网的供电可靠性。


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