【摘要】：分布式電源作為傳統(tǒng)供電方式的補充,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),對傳統(tǒng)配電系統(tǒng)的結構與運行模式都產(chǎn)生了巨大的影響,主動配電網(wǎng)的概念應運而生。配電系統(tǒng)的組成單元日趨復雜,對其運行的要求也越來越高,“源-網(wǎng)-荷-儲”優(yōu)化互動的主動配電網(wǎng)運行模式成為了必然趨勢。充分考慮“源-網(wǎng)-荷-儲”互動,將柔性負荷的控制與主動配電網(wǎng)的重構相結合,這一手段對配電系統(tǒng)正常運行狀態(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)實意義。本文主要針對考慮柔性負荷控制的主動配電網(wǎng)正常運行狀態(tài)下的優(yōu)化重構和故障狀態(tài)下的故障重構即孤島劃分問題進行了相關研究。對現(xiàn)階段主動配電網(wǎng)中的柔性負荷進行研究并分類,按照其與配電系統(tǒng)的互動屬性,將柔性負荷分為可與配電系統(tǒng)進行雙向互動的含源負荷以及只能接受配電系統(tǒng)單向調度的可調負荷,依據(jù)其各自的特點建立了相應的數(shù)學模型,使其參與到主動配電網(wǎng)的優(yōu)化重構與故障重構中�？紤]柔性負荷的優(yōu)化調度,建立了以配電網(wǎng)絡有功損耗最小為目標的含分布式電源與柔性負荷的配電網(wǎng)優(yōu)化重構模型,該模型為包括了內(nèi)層、外層的雙層配電網(wǎng)優(yōu)化重構模型。所使用的雙層優(yōu)化策略的兩層在每次迭代中都結合在一起,在每次迭代中通過求解外層的優(yōu)化模型得到網(wǎng)架結構的重構方案,并在內(nèi)層對柔性負荷進行優(yōu)化控制。因此,在同一迭代中得到了最優(yōu)網(wǎng)絡拓撲和最優(yōu)柔性負荷相結合的方案。通過仿真驗證了該方法的有效性,并以此證明了柔性負荷在主動配電網(wǎng)優(yōu)化重構中的重要性。分別建立了不同種類柔性負荷在不同場景下的孤島仿真模型,通過仿真得出了柔性負荷在孤島中的作用以及適用范圍。提出基于啟發(fā)式算法的計及“源-網(wǎng)-荷-儲”互動調度的極端故障狀態(tài)下的主動配電網(wǎng)實時動態(tài)孤島劃分策略,將故障狀態(tài)設置為配電系統(tǒng)與輸電網(wǎng)絡的連接中斷致使配電網(wǎng)無法從輸電網(wǎng)獲得電能,對故障時段內(nèi)的配電系統(tǒng)進行遵循某一固定時間尺度的實時動態(tài)劃分,充分利用主動配電網(wǎng)中柔性負荷的調度以及網(wǎng)架結構的改變,對系統(tǒng)中的分布式發(fā)電單元的出力做出響應,使整個故障時段內(nèi)的配電系統(tǒng)在動態(tài)劃分中能夠更加合理高效。通過仿真論證了柔性負荷在主動配電網(wǎng)孤島劃分中的重要性,通過算例的比較分析驗證了所提出策略在特殊的應用環(huán)境下更加高效。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM73
【圖文】：

與輸電網(wǎng)中的汽輪機不同，在配電網(wǎng)與微電網(wǎng)中所應用的是功率較小的微型逡逑或小型燃氣輪機。微型燃氣輪機通常以天然氣作為燃料進行發(fā)電，所產(chǎn)生的燃燒逡逑產(chǎn)物為ｃｏ２，因為其具備清潔潛力所以成為可控發(fā)電單元中應用最為廣泛的設備，逡逑本節(jié)對微型燃氣輪機進行研究并建立其在ＡＤＮ中的數(shù)學模型。逡逑目前的微型燃氣輪機發(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、燃燒室、渦輪機三大組成部分，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、響應快、效率高以及環(huán)境效益好等特點，更具有能夠進行熱電聯(lián)逡逑產(chǎn)的巨大優(yōu)勢。微型燃氣輪機的運行機理為：燃料氣體通過燃料控制裝置進入燃逡逑氣室，與流過壓縮機進行壓縮后的高壓空氣混合，進行充分燃燒，形成的高溫高逡逑壓燃氣推動燃氣渦輪轉動，與此同時驅動壓縮機和發(fā)電機，燃氣渦輪產(chǎn)生高頻交逡逑流電，并利用電力電子交流裝置將其轉變?yōu)楣ゎl的交流電，之后輸送到配電系統(tǒng)逡逑中為負荷單元供電。其發(fā)電系統(tǒng)結構如圖２－１所示。逡逑

，行成本、燃料消耗成本等經(jīng)濟條件均未考慮在內(nèi)。逡逑２．１．２光伏發(fā)電單元逡逑光伏發(fā)電單元也稱太陽能發(fā)電單元，利用太陽能資源進行發(fā)電，其主要組成逡逑部分為利用太陽能發(fā)電的半導體薄片——太陽能板組成的太陽能方陣、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，設置于邊遠無電地區(qū)的小型光伏發(fā)電，其容量一般為逡逑１０－ｌＯＯｋＷ不等，以及獨立的光伏發(fā)電站，其容量可達１０ｋＷ－５０ＭＷ。光伏發(fā)電單逡逑元的運行方式分為兩種，光－熱－電轉換方式以及光－電轉換方式，前者是利用太陽逡逑能集熱器將吸收到的太陽能輻射所產(chǎn)生的熱能轉化為蒸汽，驅動汽輪機發(fā)電，后逡逑者是通過太陽能電池板吸收太陽光照，通過光伏效應將太陽能轉化為電能，是一逡逑種直接將太陽能轉換為電能的過程。最后將所產(chǎn)生的電能通過電力電子裝置輸送逡逑給配電系統(tǒng)，完成光伏發(fā)電過程。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度下光伏發(fā)電單元所產(chǎn)生的功率；Ｇ６，為ｒ時刻度；為標準光照強度；凡為光伏出力與光照強度進入線性關系的主動配電網(wǎng)中，主要考慮的是光伏發(fā)電單元的功率出力，所以主要考電轉換而非光－熱－電轉換，故在一般情況下可以忽略溫度因素，將光伏模型簡化為光照強度與有功功率輸出的線性函數(shù)。光伏出力與光照強２－３所示。逡逑＇逡逑

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 于松泰;張樹卿;韓英鐸;陸超;汪際峰;蘇寅生;;電力系統(tǒng)綜合負荷模型簡化方案及辨識參數(shù)集選取[J];電力系統(tǒng)自動化;2015年15期

2 劉開俊;宋毅;;主動配電網(wǎng)規(guī)劃理論與實踐方向探索[J];電力建設;2015年01期

3 顏慶國;孟學陽;崔玉;朱衛(wèi)平;徐青山;;基于微電網(wǎng)與配電網(wǎng)互動的綜合效益評估[J];電器與能效管理技術;2014年21期

4 李振坤;劉俊;楊帆;樓越煥;時姍姍;;有源配電網(wǎng)的綜合供電恢復及改進遺傳算法[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2014年17期

5 肖欣;周渝慧;鄭凱中;陳建富;張寧;周瑜;;臺灣實施可中斷電價進行削峰填谷的需求響應策略及其成本效益分析[J];中國電機工程學報;2014年22期

6 陳芳;張利;韓學山;張萍;王傳勇;;配電網(wǎng)線損概率評估及應用[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2014年13期

7 顏湘武;段聰;呂正;段正陽;;基于動態(tài)拓撲分析的遺傳算法在配電網(wǎng)重構中的應用[J];電網(wǎng)技術;2014年06期

8 劉曉琳;王兆杰;高峰;吳江;管曉宏;周佃民;;分時電價下的高耗能企業(yè)發(fā)用電響應[J];電力系統(tǒng)自動化;2014年08期

9 姚建國;楊勝春;王珂;楊爭林;宋曉芳;;智能電網(wǎng)“源—網(wǎng)—荷”互動運行控制概念及研究框架[J];電力系統(tǒng)自動化;2012年21期

10 梅生偉;王瑩瑩;劉鋒;;風—光—儲混合電力系統(tǒng)的博弈論規(guī)劃模型與分析[J];電力系統(tǒng)自動化;2011年20期

相關博士學位論文 前1條

1 趙晶晶;含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)優(yōu)化運行研究[D];重慶大學;2009年

相關碩士學位論文 前5條

1 楊雪;計及柔性負荷的多時間尺度主動配電網(wǎng)優(yōu)化調度研究[D];北京交通大學;2018年

2 周榮宗;主動負荷參與可再生能源消納的調度策略與模型研究[D];東南大學;2016年

3 關萬琳;分布式電源優(yōu)化配置與配電網(wǎng)重構[D];湖南大學;2014年

4 張翔;含分布式電源的主動配電網(wǎng)規(guī)劃研究[D];上海交通大學;2014年

5 秦艷輝;含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)重構優(yōu)化研究[D];西南交通大學;2012年

本文編號：2763878