本文關(guān)鍵詞：有源配電網(wǎng)的電壓分級控制方法研究

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【摘要】：無論從人類對環(huán)保和能源緊張局勢所提出的需求還是電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向來看,分布式電源(DG)的接入使配電網(wǎng)有源化成為未來的發(fā)展趨勢。在這樣的網(wǎng)絡(luò)中,由于功率可以沿著配電線路以分布式的方式注入系統(tǒng),改變以往配電網(wǎng)單一的功率潮流方向,使得系統(tǒng)的潮流將變得復(fù)雜多變,并且由于分布式電源出力的不確定性和波動性,從而對傳統(tǒng)的配電網(wǎng)電壓控制帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。根據(jù)配網(wǎng)內(nèi)電壓控制的時間跨度和控制范圍可以將配網(wǎng)電壓控制分為三個層次：1)三級電壓控制,以優(yōu)化全系統(tǒng)的運行為優(yōu)化目標(biāo),對未來一段時間內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)的可控設(shè)備進(jìn)行合理的調(diào)度和優(yōu)化；2)二級電壓控制,是一種區(qū)域電壓控制,控制的時間跨度范圍小于三級電壓控制,當(dāng)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)電壓越限時,二級電壓控制按照預(yù)定的控制規(guī)律改變本區(qū)域的受控單元的電壓設(shè)定參考值,從而維持本區(qū)域內(nèi)的電壓穩(wěn)定；3)一級電壓控制主要是通過調(diào)節(jié)受控發(fā)電機(jī)的自動勵磁調(diào)節(jié)器來保證該發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓趨于設(shè)定值。一級電壓控制的相關(guān)研究較為成熟,而配電網(wǎng)二級和三級電壓控制由于分布式電源的接入而有待深入研究。針對區(qū)域的二級電壓控制,本文提出了一種基于多代理系統(tǒng)框架下的分層分散控制模型。該模型以分布式電源為中心將配網(wǎng)劃分為多個隨系統(tǒng)運行狀態(tài)變化而具有自適應(yīng)性的本地控制區(qū)域,充分利用分布式電源無功輸出調(diào)節(jié)能力,從而實現(xiàn)電壓分區(qū)自治控制。針對配電網(wǎng)節(jié)點數(shù)目眾多,量測信息不足的實際情況,多代理系統(tǒng)架構(gòu)下,利用遠(yuǎn)程終端設(shè)備的量測數(shù)據(jù),構(gòu)建局域——線路——配網(wǎng)三層電壓分布感知模型。針對有源配電網(wǎng)三級電壓控制中DG的功率輸出調(diào)節(jié)與傳統(tǒng)配電網(wǎng)調(diào)壓設(shè)備的配合協(xié)調(diào)問題,提出一種新型的綜合優(yōu)化調(diào)壓方法——兩階段法,從而實現(xiàn)了傳統(tǒng)調(diào)壓手段和DG結(jié)合的協(xié)調(diào)控制。該方法下,各節(jié)點的負(fù)荷及DG的有功輸出日前預(yù)測值較為準(zhǔn)確,且DG的有功輸出在0～PMAX之間連續(xù)可控的前提下(其中PMAX為該時刻下DG可以發(fā)出的最大有功功率),以減少網(wǎng)損和設(shè)備調(diào)節(jié)次數(shù),提高DG利用率為目標(biāo),保障電網(wǎng)中各個節(jié)點電壓滿足要求的約束,運用兩階段法構(gòu)建綜合電壓控制數(shù)學(xué)模型,并選擇差分進(jìn)化算法和動態(tài)規(guī)劃(DP)算法對模型兩階段進(jìn)行求解。在考慮DG不確定性和波動性的前提下,將需求響應(yīng)技術(shù)應(yīng)用到三級電壓控制中,以最大化利用本地DG的輸出和需求響應(yīng)調(diào)節(jié)能力來降低配電網(wǎng)運行成本為目標(biāo),基于魯棒優(yōu)化理論提出一種將需求響應(yīng)與現(xiàn)有調(diào)壓手段結(jié)合的三階段魯棒調(diào)壓方法。本文提出的控制方法均采用MATLAB實現(xiàn)程序化,并依托IEEE33節(jié)點和IEEE69節(jié)點模型仿真驗證了方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：有源配電網(wǎng) 分級電壓控制 本地控制區(qū)域 多代理系統(tǒng) 兩階段規(guī)劃 可調(diào)魯棒優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM714.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 研究的背景及意義12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文的主要工作16-18
• 第2章 基于靈敏度矩陣的配電網(wǎng)電壓分區(qū)控制18-30
• 2.1 理論介紹18-19
• 2.1.1 分層分散控制架構(gòu)18-19
• 2.1.2 多代理系統(tǒng)理論19
• 2.2 LCZ區(qū)域識別與控制19-22
• 2.2.1 DG電壓敏感度矩陣19-20
• 2.2.2 本地控制區(qū)域識別與控制20-22
• 2.3 兩層電壓控制22-24
• 2.3.1 本地電壓調(diào)節(jié)22-23
• 2.3.2 電壓協(xié)調(diào)控制23-24
• 2.4 算例分析24-29
• 2.4.1 針對系統(tǒng)運行條件改變LCZ的自適應(yīng)性26-28
• 2.4.2 配網(wǎng)級電壓協(xié)調(diào)控制28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 基于分層感知技術(shù)的配電網(wǎng)電壓感知與控制技術(shù)30-44
• 3.1 數(shù)學(xué)模型30-35
• 3.1.1 系統(tǒng)電壓分布感知模型30-33
• 3.1.2 電壓調(diào)節(jié)控制估算模型33-35
• 3.2 電壓分布感知與控制35-40
• 3.2.1 電壓感知模型35-37
• 3.2.2 電壓控制模型37-38
• 3.2.3 主動配電網(wǎng)多代理系統(tǒng)38-40
• 3.3 算例分析40-43
• 3.3.1 電壓感知效果40-41
• 3.3.2 估算算法驗證41-42
• 3.3.3 電壓調(diào)控效果42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 基于兩層規(guī)劃模型的電壓控制技術(shù)44-56
• 4.1 基于兩階段規(guī)劃的綜合電壓控制44-48
• 4.1.1 第一階段規(guī)劃模型45-46
• 4.1.2 第二階段規(guī)劃模型46-47
• 4.1.3 兩階段規(guī)劃控制框架47-48
• 4.2 第一階段差分進(jìn)化算法48-49
• 4.2.1 有源配電網(wǎng)弱環(huán)運行潮流計算48-49
• 4.2.2 差分進(jìn)化算法49
• 4.3 第二階段動態(tài)規(guī)劃算法49-51
• 4.4 算例驗證及其結(jié)果分析51-55
• 4.5 結(jié)論55-56
• 第5章 基于魯棒優(yōu)化和需求響應(yīng)技術(shù)的有源配電網(wǎng)電壓優(yōu)化56-71
• 5.1 理論簡介56-58
• 5.1.1 需求響應(yīng)技術(shù)56-58
• 5.1.2 魯棒優(yōu)化理論58
• 5.2 數(shù)學(xué)模型58-64
• 5.2.1 函數(shù)的分段階梯處理58-60
• 5.2.2 確定性模型的建立60-61
• 5.2.3 不確定性模型的建立61-64
• 5.3 魯棒優(yōu)化模型求解方法64-65
• 5.4 算例驗證及其結(jié)果分析65-70
• 5.4.1 需求響應(yīng)控制效果68-69
• 5.4.2 可再生能源出力不確定性的影響69
• 5.4.3 結(jié)果綜述69-70
• 5.5 本章小結(jié)70-71
• 第6章 結(jié)論與展望71-73
• 6.1 結(jié)論71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加科研情況77-78
• 致謝78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1017092