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计及需求响应及运行策略的配电网广义电源优化配置

邢楠楠  
【摘要】:在日益严峻的能源形势和环境压力下,世界各国均把进一步开发利用清洁能源作为未来的能源发展战略,加快能源结构由化石能源为主向清洁能源为主的根本转变。针对分布式电源(Distributed Generation, DG),特别是以分布式风电(Distributed Wind Generation, DWG)和光伏发电(Photovoltaic, PV)为典型代表的间歇性分布式电源在配电网中渗透率逐步提高,DG和无功补偿装置分开规划的研究现状,有必要研究考虑DG出力不确定性和系统运行控制策略的配电网有功、无功资源的联合优化配置,实现配电网经济安全运行。本文主要工作如下:首先,以配电网的经济效益与运行效率协同优化为目标,构建了配电网广义电源联合优化配置双层规划模型。上层模型以配电公司净收益最大为目标函数,下层模型考虑可控DG和电容器参与日前调度,以系统网损和电压偏移的综合指标最优为目标函数。其次,针对下层规划中各种有功、无功电源的协调运行,提出一种有功-无功协调优化调度策略。基于电力市场环境下用户对分时电价(Time of Use,TOU)的响应行为,重点研究了配电网有功-无功协调静态和动态优化方法,并提出一种自适应无功控制策略对DG的无功出力进行控制。而后,针对配电网广义电源优化配置模型的多维度、非线性等特点,本文利用带精英策略的遗传算法对模型进行求解。在保证模型精度的前提下为实现模型的高效求解,上下层规划的染色体均采用混合编码方式,并设计了双层规划求解流程,使算法对本文所提模型更具有针对性。最后,选取IEEE33节点配电系统作为算例,分别从规划对象、规划方法、电价策略、无功控制策略四个方面构建不同的场景进行分析。结果表明,采用双层规划方法对广义电源进行联合规划时,由于下层模型中考虑了微型燃气轮机(Micro-turbine, MT)和电容器等可控设备的实际出力情况,使得广义电源的配置方案更加合理。此外,计及电力市场环境下的分时电价对用户负荷的影响,采用本文提出的MT经济调度策略和DG自适应无功控制策略,进一步完善有功-无功日前调度计划,使得配电网运行经济性和安全性均得到改善。


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