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考虑规模化光伏并网发电的主动配电网不确定性规划研究

杨庆华  
【摘要】:传统能源供应的紧缺刺激电力市场要朝着高效、灵活、智能和可持续的方向发展;可再生能源发电技术的进步解决了分布式电源在中压配电网的并网运行问题,但是配电网仍然存在一次网架薄弱和可再生能源消纳能力不足等问题。主动配电网(ADN)是通过使用灵活的网络拓扑结构来管理潮流,以便对局部的分布式能源(DER)进行主动控制和主动管理的配电系统。其目的是加大配电网对于可再生能源的接纳能力、提升配电网资产的利用率、延缓配电网的升级投资,以及提高用户的用电质量和供电可靠性。论文首先引入分布式光伏可信出力的概念,提出规划区内两种分布式光伏可信容量的计算方法,为主动配电网提供基础数据,然后分析了负荷特性;建立起“变电站-网架-分布式光伏”的不确定规划模型,该过程基于上一步的调研数据,采用遗传算法,以整体规划费用最低为目标,主要包括变电站的投资和运行费用,网架的投资费用,网架的运行费用(即网损折算费用),可靠性风险费用以及因设备利用率提高节省的费用等,也包括各项系统约束,最终优化得到的结果包括整个配电网规划地区的网架布局、变电站拟建容量和分布式光伏的安装位置,奠定了整个主动配电网规划的基础。最后综合配网规划,配网规划的投资是随着光伏渗透率的升高逐渐降低,也即可以寻找当前规划地区的最佳光伏渗透率。本文通过仿真算例验证了配电网网络规划和光伏电源规划的计算方法可行性,光伏电源的规划结果显示其接入位置偏向于分散接入,且光伏电源接入配电网能够降低网络损耗并具有较高的环保性;通过实例对规划算法进行分析与验证,以经济最优,分别对PV的分布位置,网架的结构进行遗传优化;最后对不同光伏渗透率下的变电站的建设和运行费用、线路扩建费用、可靠性折算费用以及网损折合费用进行对比分析,可以看出,随着光伏渗透率的不断提高,配电网建设的总投资费用不断下降,验证了规划方法的可行性。


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