發(fā)布時(shí)間：2019-01-26 09:32

【摘要】：來(lái)自環(huán)境保護(hù)和能源安全的雙重壓力,正不斷推動(dòng)著可再生能源在能源系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展。但目前我國(guó)對(duì)可再生能源并網(wǎng)發(fā)電還缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),項(xiàng)目建設(shè)也不夠規(guī)范,現(xiàn)階段分布式電源和微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行給配電網(wǎng)運(yùn)行控制所帶來(lái)的問(wèn)題日益突出。其中一個(gè)主要問(wèn)題是傳統(tǒng)方法已無(wú)法解決含微電網(wǎng)的配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、故障定位、故障隔離和恢復(fù)以及恢復(fù)供電等問(wèn)題。本文以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自愈為目標(biāo),將分布式電源和微電網(wǎng)并網(wǎng)后的配電網(wǎng)運(yùn)行問(wèn)題作為研究對(duì)象,圍繞分布式電源以微電網(wǎng)形式并網(wǎng)后的配電網(wǎng)重構(gòu)這一基礎(chǔ)問(wèn)題,引入節(jié)點(diǎn)功率預(yù)測(cè)方法,建立了“配電網(wǎng)-微電網(wǎng)-本地單元”的三級(jí)多代理系統(tǒng)。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括： 自愈機(jī)制下的配電網(wǎng)重構(gòu)需要完成正常情況下的優(yōu)化運(yùn)行、故障發(fā)生后的自治恢復(fù)。在節(jié)點(diǎn)功率預(yù)測(cè)和允許重構(gòu)中存在孤島的基礎(chǔ)上,提出了與常規(guī)模型不同的廣義配電網(wǎng)重構(gòu)模型,包括以下內(nèi)涵：①正常情況下,基于節(jié)點(diǎn)功率預(yù)測(cè)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化重構(gòu)；②故障情況下,允許孤島存在的故障恢復(fù)重構(gòu)；③從外部電網(wǎng)斷開(kāi)后,對(duì)孤島劃分的重構(gòu)；④孤島內(nèi),基于節(jié)點(diǎn)功率預(yù)測(cè)的微電網(wǎng)管理性重構(gòu)。針對(duì)故障重構(gòu)的極端情況,即故障造成系統(tǒng)從外部電網(wǎng)斷開(kāi)時(shí),該模型可將配電網(wǎng)重構(gòu)轉(zhuǎn)化成常規(guī)的孤島劃分問(wèn)題,完全適應(yīng)自愈機(jī)制的要求,并能夠自適應(yīng)的實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)行狀態(tài)下的控制操作,有效解決了常規(guī)模型在此方面的不足。 實(shí)測(cè)信息與預(yù)測(cè)信息相結(jié)合,有利于重構(gòu)操作時(shí)獲取時(shí)間段內(nèi)累積效果最優(yōu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。采用連接函數(shù)和高斯過(guò)程回歸方法相結(jié)合,設(shè)計(jì)了一種節(jié)點(diǎn)功率預(yù)測(cè)模型。預(yù)測(cè)模型參考節(jié)點(diǎn)功率的歷史時(shí)間序列建立適應(yīng)該節(jié)點(diǎn)的混合連接函數(shù)模型,連接函數(shù)能夠基于功率數(shù)據(jù)時(shí)間上的相依性解析出多個(gè)信息分量,還能夠?qū)⑽㈦娋W(wǎng)內(nèi)電源之間、電源與負(fù)荷之間的相關(guān)關(guān)系解析出多個(gè)信息分量；各個(gè)信息分量的后驗(yàn)概率是基于貝葉斯推理計(jì)算得到；對(duì)應(yīng)每個(gè)信息分量建立局部的高斯過(guò)程回歸模型,并以后驗(yàn)概率作為局部模型的權(quán)重整合出用于節(jié)點(diǎn)功率預(yù)測(cè)的全局模型。由于時(shí)間序列模型通過(guò)混合連接函數(shù)模型將功率數(shù)據(jù)用多個(gè)特征化的信息分量來(lái)表征,該模型適用于多種不同性質(zhì)的節(jié)點(diǎn)——負(fù)荷節(jié)點(diǎn)、分布式電源節(jié)點(diǎn)、微電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、負(fù)荷+分布式電源節(jié)點(diǎn)等. 提出結(jié)合類(lèi)電磁機(jī)制優(yōu)化的極端學(xué)習(xí)機(jī)算法,計(jì)算選取神經(jīng)元的輸入權(quán)值與閾值的最優(yōu)值,去除無(wú)用神經(jīng)元以降低計(jì)算量。采用來(lái)自UCI數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)際數(shù)據(jù)集驗(yàn)證了算法的有效性。從測(cè)試結(jié)果與其他極端學(xué)習(xí)機(jī)進(jìn)行比較的測(cè)試結(jié)果可以看出,類(lèi)電磁機(jī)制優(yōu)化的極端學(xué)習(xí)機(jī)(EMO-ELM)算法的收斂速度和收斂效果等指標(biāo)明顯更優(yōu)。最后將EMO-ELM算法應(yīng)用于前文提出的廣義配電網(wǎng)重構(gòu)問(wèn)題進(jìn)行算例分析,仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均驗(yàn)證了所述方法的有效性。 在多代理環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了含微電網(wǎng)的配電網(wǎng)以自愈為目標(biāo)的控制。針對(duì)微電網(wǎng)孤島運(yùn)行、按重構(gòu)方案孤島操作的情況分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制策略,實(shí)現(xiàn)了孤島內(nèi)以及切換到孤島模式的功率平衡和系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。作為補(bǔ)充支撐的逆變器型微電源的控制Agent也進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì),其控制策略是在下垂控制的基礎(chǔ)上,采用離散時(shí)間的自適應(yīng)前饋補(bǔ)償對(duì)微電源和微電網(wǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)解耦,以提高動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性。采用小信號(hào)模型進(jìn)行穩(wěn)定性分析,增加了遞推最小二乘估計(jì)算法來(lái)預(yù)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)使控制系統(tǒng)具有自適應(yīng)特性。 配電網(wǎng)的自愈機(jī)制表現(xiàn)在其自我預(yù)防、自我恢復(fù)的能力,其能夠充分體現(xiàn)并滿(mǎn)足當(dāng)前用戶(hù)對(duì)配電網(wǎng)高可靠性的要求;自愈機(jī)制下的配電網(wǎng)重構(gòu)是以全局測(cè)量信息為基礎(chǔ),充分利用功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),采用分布式、具有自治性和協(xié)調(diào)功能的控制代理,通過(guò)決策算法制定適應(yīng)微電網(wǎng)接入后的配電網(wǎng)重構(gòu)方案；重構(gòu)操作的同時(shí)微電網(wǎng)能控制內(nèi)部各單元,或協(xié)調(diào)、或自主的進(jìn)行優(yōu)化控制,以適應(yīng)重構(gòu)方案的任務(wù)需求和外部電網(wǎng)環(huán)境的變化。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM732

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7 王t，

本文編號(hào)：2415354