發(fā)布時(shí)間：2020-08-01 19:05

【摘要】：在當(dāng)前全球能源消費(fèi)量持續(xù)增長(zhǎng)、環(huán)境壓力越來(lái)越大的背景下,分布式發(fā)電技術(shù)得到了大力發(fā)展與應(yīng)用。其中受到國(guó)家補(bǔ)貼等政策影響,光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展尤為迅猛。然而,高滲透率分布式光伏接入后,對(duì)傳統(tǒng)配電網(wǎng)的運(yùn)行控制與運(yùn)營(yíng)管理產(chǎn)生了深刻影響。在運(yùn)行控制方面,高滲透率分布式光伏的接入將引起潮流雙向流動(dòng),影響電壓質(zhì)量和供電可靠性;在運(yùn)營(yíng)管理方面,隨著分布式光伏滲透率的增大,電網(wǎng)公司的運(yùn)營(yíng)效益也會(huì)受到直接影響。同時(shí),受氣象條件影響,分布式光伏出力具有顯著的間歇性與隨機(jī)性,導(dǎo)致配電網(wǎng)運(yùn)行存在很大的不確定性。由于儲(chǔ)能具有快速功率控制、靈活能量管理的優(yōu)勢(shì),近年來(lái)得到了大力發(fā)展,為高滲透率分布式光伏的安全消納提供了有效途徑�；诖�,論文圍繞考慮分布式光儲(chǔ)參與的配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化與控制技術(shù)開(kāi)展了理論研究,并通過(guò)實(shí)際工程應(yīng)用對(duì)所提方法的可行性與實(shí)用性加以驗(yàn)證。具體內(nèi)容如下:1、針對(duì)光伏出力受太陽(yáng)能輻照強(qiáng)度影響而呈現(xiàn)的間歇性、隨機(jī)性顯著的特點(diǎn),提出了基于凈空模型的光伏出力時(shí)間序列建模方法。該方法通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的聚類分析與典型天氣類型的劃分,以及對(duì)各典型天氣類型下光伏出力確定性成分與隨機(jī)性成分的分離建模,使得所建模型能夠較好地反映目標(biāo)地區(qū)光伏出力的日特性和季節(jié)特性,同時(shí)兼顧不同天氣類型下的波動(dòng)特性。通過(guò)與歷史數(shù)據(jù)的對(duì)比分析,驗(yàn)證了所提方法的準(zhǔn)確性與有效性。2、基于所提光伏出力時(shí)間序列模型,從概率學(xué)角度量化分析了分布式光伏接入對(duì)配電網(wǎng)電壓、可靠性與運(yùn)營(yíng)效益的影響。在電壓影響方面,定義了系統(tǒng)電壓最大越限概率指標(biāo),仿真計(jì)算了不同光伏接入容量、負(fù)荷類型、負(fù)荷水平、線路類型、線路長(zhǎng)度以及天氣類型下配電網(wǎng)電壓的變化情況;在可靠性影響方面,在分析光儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)可靠性影響的基礎(chǔ)上,提出了考慮光儲(chǔ)可持續(xù)帶載能力的動(dòng)態(tài)孤島劃分策略與含光儲(chǔ)配電網(wǎng)的可靠性評(píng)估方法,仿真結(jié)果表明所提方法能夠有效提高配電網(wǎng)的供電可靠性;在運(yùn)營(yíng)效益影響方面,仿真分析了不同光伏滲透率、光伏市場(chǎng)化交易模式下配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)效益的變化情況。3、為解決高滲透率分布式光伏并網(wǎng)引起的電壓越限概率高、電壓波動(dòng)劇烈等問(wèn)題,提出了基于光伏并網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功電壓優(yōu)化的配電網(wǎng)多時(shí)間尺度協(xié)調(diào)控制方法。通過(guò)分析無(wú)功補(bǔ)償型與電壓控制型兩種光伏的無(wú)功電壓調(diào)控特點(diǎn),提出了各自在長(zhǎng)時(shí)間尺度下的無(wú)功優(yōu)化調(diào)度模型與短時(shí)間尺度下的自適應(yīng)趨優(yōu)控制策略。通過(guò)在IEEE33節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)與廣東某市實(shí)際配電線路的仿真分析,對(duì)比了兩種控制模式的效果差異,并討論了含兩種類型光伏的配電網(wǎng)無(wú)功電壓協(xié)調(diào)控制模式。4、針對(duì)光伏逆變器無(wú)功單一調(diào)節(jié)能力不足的問(wèn)題,增加考慮儲(chǔ)能的有功調(diào)控手段,聯(lián)合電壓控制型光伏形成以并網(wǎng)點(diǎn)電壓為優(yōu)化對(duì)象的光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng),提出了含光儲(chǔ)發(fā)電系統(tǒng)的配電網(wǎng)有功-無(wú)功多時(shí)間尺度協(xié)調(diào)控制方法,包括長(zhǎng)時(shí)間尺度的有功-無(wú)功兩階段優(yōu)化調(diào)度和短時(shí)間尺度的基于節(jié)點(diǎn)類型邊界轉(zhuǎn)換的自適應(yīng)趨優(yōu)控制策略。通過(guò)在IEEE33節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)仿真驗(yàn)證了所提方法的有效性。5、針對(duì)儲(chǔ)能投資運(yùn)維成本遠(yuǎn)高于降損調(diào)控收益的問(wèn)題,本文從提升配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)效益的角度研究了儲(chǔ)能的優(yōu)化配置,提出了提升含光伏配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)效益的儲(chǔ)能雙層隨機(jī)優(yōu)化配置方法。首先提出了基于全壽命周期成本理論的配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)效益增量評(píng)估指標(biāo)體系,并針對(duì)其中的儲(chǔ)能壽命參量,建立了儲(chǔ)能可變壽命預(yù)測(cè)模型以量化儲(chǔ)能實(shí)際運(yùn)行策略的差異對(duì)其使用壽命折損的影響。然后,提出了提升含光伏配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)效益的儲(chǔ)能雙層隨機(jī)優(yōu)化配置模型,包括上層規(guī)劃模型與下層運(yùn)行模型。最后,結(jié)合廣東某市實(shí)際配電線路仿真驗(yàn)證了所提方法的經(jīng)濟(jì)有效性和工程適用性,并分析了儲(chǔ)能使用壽命模型、光伏滲透率、負(fù)荷增長(zhǎng)率等邊界條件對(duì)配置結(jié)果的影響。6、依托廣東某市工業(yè)園區(qū)主動(dòng)配電網(wǎng)示范工程,分析了基于凈空模型的光伏出力時(shí)序預(yù)測(cè)、基于光伏并網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功電壓優(yōu)化的多時(shí)間尺度協(xié)調(diào)控制、含光儲(chǔ)系統(tǒng)的有功-無(wú)功多時(shí)間尺度協(xié)調(diào)控制等技術(shù)的工程應(yīng)用效果,驗(yàn)證了論文所提相關(guān)技術(shù)的有效性與工程實(shí)用性。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM732;TM615
【圖文】：

圖 2-9 五種天氣類型下典型日光伏出力曲線在得到五種典型天氣類型后，需進(jìn)一步確定全年的天氣類型序列。全年的天氣類型序列的模擬可視為馬爾可夫隨機(jī)過(guò)程，即通過(guò)采用馬爾科夫鏈來(lái)模擬各類天氣之間的轉(zhuǎn)

(e) 變化天氣圖 2-10 五種天氣類型典型日的凈空出力、實(shí)際出力以及相對(duì)出力情況析可知：（1）各典型日中光伏的實(shí)際出力曲線完全位于凈空出力曲線之不考慮云層遮擋的情況下，各時(shí)刻的光伏凈空出力表示光伏出力所能達(dá)到

圖 2-13 全年天氣模擬序列圖相對(duì)出力概率建模.2.1.2 所述方法，可計(jì)算全年的光伏凈空出力時(shí)間序列，區(qū)夏秋季節(jié)光伏凈空出力平均值較大，出力時(shí)間較長(zhǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2777870