【摘要】：分布式電源作為傳統(tǒng)供電方式的補(bǔ)充,在配電系統(tǒng)中扮演著重要的角色。但是隨著大量分布式電源并網(wǎng),對(duì)傳統(tǒng)配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行模式都產(chǎn)生了巨大的影響,主動(dòng)配電網(wǎng)的概念應(yīng)運(yùn)而生。配電系統(tǒng)的組成單元日趨復(fù)雜,對(duì)其運(yùn)行的要求也越來(lái)越高,“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”優(yōu)化互動(dòng)的主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)行模式成為了必然趨勢(shì)。充分考慮“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”互動(dòng),將柔性負(fù)荷的控制與主動(dòng)配電網(wǎng)的重構(gòu)相結(jié)合,這一手段對(duì)配電系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下做出優(yōu)化和故障狀態(tài)下做出處理都具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。本文主要針對(duì)考慮柔性負(fù)荷控制的主動(dòng)配電網(wǎng)正常運(yùn)行狀態(tài)下的優(yōu)化重構(gòu)和故障狀態(tài)下的故障重構(gòu)即孤島劃分問(wèn)題進(jìn)行了相關(guān)研究。對(duì)現(xiàn)階段主動(dòng)配電網(wǎng)中的柔性負(fù)荷進(jìn)行研究并分類,按照其與配電系統(tǒng)的互動(dòng)屬性,將柔性負(fù)荷分為可與配電系統(tǒng)進(jìn)行雙向互動(dòng)的含源負(fù)荷以及只能接受配電系統(tǒng)單向調(diào)度的可調(diào)負(fù)荷,依據(jù)其各自的特點(diǎn)建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,使其參與到主動(dòng)配電網(wǎng)的優(yōu)化重構(gòu)與故障重構(gòu)中�？紤]柔性負(fù)荷的優(yōu)化調(diào)度,建立了以配電網(wǎng)絡(luò)有功損耗最小為目標(biāo)的含分布式電源與柔性負(fù)荷的配電網(wǎng)優(yōu)化重構(gòu)模型,該模型為包括了內(nèi)層、外層的雙層配電網(wǎng)優(yōu)化重構(gòu)模型。所使用的雙層優(yōu)化策略的兩層在每次迭代中都結(jié)合在一起,在每次迭代中通過(guò)求解外層的優(yōu)化模型得到網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的重構(gòu)方案,并在內(nèi)層對(duì)柔性負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化控制。因此,在同一迭代中得到了最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜妥顑?yōu)柔性負(fù)荷相結(jié)合的方案。通過(guò)仿真驗(yàn)證了該方法的有效性,并以此證明了柔性負(fù)荷在主動(dòng)配電網(wǎng)優(yōu)化重構(gòu)中的重要性。分別建立了不同種類柔性負(fù)荷在不同場(chǎng)景下的孤島仿真模型,通過(guò)仿真得出了柔性負(fù)荷在孤島中的作用以及適用范圍。提出基于啟發(fā)式算法的計(jì)及“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”互動(dòng)調(diào)度的極端故障狀態(tài)下的主動(dòng)配電網(wǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)孤島劃分策略,將故障狀態(tài)設(shè)置為配電系統(tǒng)與輸電網(wǎng)絡(luò)的連接中斷致使配電網(wǎng)無(wú)法從輸電網(wǎng)獲得電能,對(duì)故障時(shí)段內(nèi)的配電系統(tǒng)進(jìn)行遵循某一固定時(shí)間尺度的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)劃分,充分利用主動(dòng)配電網(wǎng)中柔性負(fù)荷的調(diào)度以及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的改變,對(duì)系統(tǒng)中的分布式發(fā)電單元的出力做出響應(yīng),使整個(gè)故障時(shí)段內(nèi)的配電系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)劃分中能夠更加合理高效。通過(guò)仿真論證了柔性負(fù)荷在主動(dòng)配電網(wǎng)孤島劃分中的重要性,通過(guò)算例的比較分析驗(yàn)證了所提出策略在特殊的應(yīng)用環(huán)境下更加高效。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM73
【圖文】：

與輸電網(wǎng)中的汽輪機(jī)不同，在配電網(wǎng)與微電網(wǎng)中所應(yīng)用的是功率較小的微型逡逑或小型燃?xì)廨啓C(jī)。微型燃?xì)廨啓C(jī)通常以天然氣作為燃料進(jìn)行發(fā)電，所產(chǎn)生的燃燒逡逑產(chǎn)物為ｃｏ２，因?yàn)槠渚邆淝鍧崫摿λ猿蔀榭煽匕l(fā)電單元中應(yīng)用最為廣泛的設(shè)備，逡逑本節(jié)對(duì)微型燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行研究并建立其在ＡＤＮ中的數(shù)學(xué)模型。逡逑目前的微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)主要有單軸、雙軸兩種類型，主要的組成部分逡逑有壓縮機(jī)、燃燒室、渦輪機(jī)三大組成部分，配合電力電子裝置為配電系統(tǒng)輸送電逡逑能，功率一般在２５ｋＷ到３５０ｋＷ，作為主動(dòng)配電系統(tǒng)中主要的分布式供電單元，逡逑其具有體積小、響應(yīng)快、效率高以及環(huán)境效益好等特點(diǎn)，更具有能夠進(jìn)行熱電聯(lián)逡逑產(chǎn)的巨大優(yōu)勢(shì)。微型燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行機(jī)理為：燃料氣體通過(guò)燃料控制裝置進(jìn)入燃逡逑氣室，與流過(guò)壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮后的高壓空氣混合，進(jìn)行充分燃燒，形成的高溫高逡逑壓燃?xì)馔苿?dòng)燃?xì)鉁u輪轉(zhuǎn)動(dòng)，與此同時(shí)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)和發(fā)電機(jī)，燃?xì)鉁u輪產(chǎn)生高頻交逡逑流電，并利用電力電子交流裝置將其轉(zhuǎn)變?yōu)楣ゎl的交流電，之后輸送到配電系統(tǒng)逡逑中為負(fù)荷單元供電。其發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖２－１所示。逡逑

，行成本、燃料消耗成本等經(jīng)濟(jì)條件均未考慮在內(nèi)。逡逑２．１．２光伏發(fā)電單元逡逑光伏發(fā)電單元也稱太陽(yáng)能發(fā)電單元，利用太陽(yáng)能資源進(jìn)行發(fā)電，其主要組成逡逑部分為利用太陽(yáng)能發(fā)電的半導(dǎo)體薄片——太陽(yáng)能板組成的太陽(yáng)能方陣、逆變器、逡逑控制裝置等。光伏發(fā)電單元的容量取決于其規(guī)模，如私人型家庭屋頂并網(wǎng)發(fā)電系逡逑統(tǒng)，其容量為３－５ｋＷ，設(shè)置于邊遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)的小型光伏發(fā)電，其容量一般為逡逑１０－ｌＯＯｋＷ不等，以及獨(dú)立的光伏發(fā)電站，其容量可達(dá)１０ｋＷ－５０ＭＷ。光伏發(fā)電單逡逑元的運(yùn)行方式分為兩種，光－熱－電轉(zhuǎn)換方式以及光－電轉(zhuǎn)換方式，前者是利用太陽(yáng)逡逑能集熱器將吸收到的太陽(yáng)能輻射所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，后逡逑者是通過(guò)太陽(yáng)能電池板吸收太陽(yáng)光照，通過(guò)光伏效應(yīng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，是一逡逑種直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程。最后將所產(chǎn)生的電能通過(guò)電力電子裝置輸送逡逑給配電系統(tǒng)，完成光伏發(fā)電過(guò)程。光伏發(fā)電系統(tǒng)如圖２－２所示。逡逑

ｉ＾Ｇｂｌ＜Ｒｃ）邐＾ＳＴＤ＾ｃ逡逑Ｐａ＝＾邋（Ｒｃ＜Ｇｈｔ＜ＧＳＴＤ）邐＾ＳＴＤ逡逑Ｐａ＝Ｐｎ邋＾Ｇｂｌ＞ＧＳＴＤ）邐為光伏發(fā)電單元的實(shí)際出力；八為光伏發(fā)電單元的額定發(fā)電功率，試條件下的單位光照強(qiáng)度下光伏發(fā)電單元所產(chǎn)生的功率；Ｇ６，為ｒ時(shí)刻度；為標(biāo)準(zhǔn)光照強(qiáng)度；凡為光伏出力與光照強(qiáng)度進(jìn)入線性關(guān)系的主動(dòng)配電網(wǎng)中，主要考慮的是光伏發(fā)電單元的功率出力，所以主要考電轉(zhuǎn)換而非光－熱－電轉(zhuǎn)換，故在一般情況下可以忽略溫度因素，將光伏模型簡(jiǎn)化為光照強(qiáng)度與有功功率輸出的線性函數(shù)。光伏出力與光照強(qiáng)２－３所示。逡逑＇逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2763878