發(fā)布時(shí)間：2020-06-02 19:57

【摘要】：配電網(wǎng)作為連接輸電網(wǎng)與用戶側(cè)的中間環(huán)節(jié),其運(yùn)行工況是否合理直接影響到用戶側(cè)電能質(zhì)量的好壞與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全經(jīng)濟(jì)性。能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展推進(jìn)了固態(tài)變壓器(Solid State Transformer,SST)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用,在含SST的配電網(wǎng)中,由于SST本身具有無功補(bǔ)償、穩(wěn)定電壓、改善諧波、功率雙向流動(dòng)及高低壓直流輸出等功能,故含SST的配電網(wǎng)較之于傳統(tǒng)配網(wǎng)可以達(dá)到相對(duì)更優(yōu)的運(yùn)行方式。但由于配電網(wǎng)中引進(jìn)了電力電子設(shè)備,使得配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的建模更為復(fù)雜,需要考慮更多智能化、可控制的參變量與約束集,也增加了模型求解的復(fù)雜度。隨著電網(wǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)大、種類多樣化的新能源及負(fù)荷的不斷接入,含有SST的配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行是一個(gè)非常值得深入研究的課題。配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行中應(yīng)充分考慮各種優(yōu)化技術(shù)的相互配合與協(xié)調(diào),配網(wǎng)重構(gòu)可通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥_(dá)到降損、均衡負(fù)荷的目的,SST可通過其無功補(bǔ)償與電壓調(diào)整作用達(dá)到改善電壓質(zhì)量與降損的目的,基于此,論文將含SST的配網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行與配網(wǎng)重構(gòu)相結(jié)合對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行綜合優(yōu)化,以期提高配電網(wǎng)的安全可靠性與經(jīng)濟(jì)性。首先,詳細(xì)分析了 SST的工作原理、數(shù)學(xué)模型與控制方式等來闡述其無功優(yōu)化與電壓調(diào)整原理,考慮到配網(wǎng)潮流計(jì)算是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化運(yùn)行的基礎(chǔ)支撐,針對(duì)傳統(tǒng)潮流算法無法計(jì)算含SST的配電網(wǎng)潮流問題,提出了一種含SST的配電網(wǎng)潮流交替迭代算法,通過詳細(xì)分析含SST的配電網(wǎng)內(nèi)各部分網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與潮流計(jì)算特點(diǎn),采用前推回代交流潮流計(jì)算中嵌套SST部分潮流計(jì)算的方式,迭代求解配電網(wǎng)絡(luò)潮流的整體分布,為后續(xù)優(yōu)化研究提供基礎(chǔ)。以含SST的配網(wǎng)潮流計(jì)算為基礎(chǔ),為求解含SST的配網(wǎng)重構(gòu)綜合優(yōu)化問題,提出了一種改進(jìn)細(xì)菌覓食算法(Improved Bacteria Foraging Algorithm,IBFA)。針對(duì)重構(gòu)問題的特征,算法中設(shè)置了十進(jìn)制整數(shù)編碼與實(shí)數(shù)編碼間的轉(zhuǎn)碼規(guī)則,解決了細(xì)菌覓食算法(Bacteria Foraging Algorithm,BFA)無法處理整數(shù)解的問題;針對(duì)BFA中細(xì)菌每一維趨化步長(zhǎng)相同且固定與盲目翻轉(zhuǎn)致使算法效率過低的不足,先通過翻轉(zhuǎn)時(shí)參考種群最優(yōu)個(gè)體,引入變速社會(huì)學(xué)習(xí)使細(xì)菌進(jìn)行有針對(duì)性的局部搜索,進(jìn)一步結(jié)合編碼規(guī)則與菌群進(jìn)化信息,細(xì)菌中對(duì)應(yīng)重構(gòu)部分的維度根據(jù)每一維對(duì)應(yīng)環(huán)網(wǎng)內(nèi)的開關(guān)個(gè)數(shù)與個(gè)體適應(yīng)度對(duì)趨化步長(zhǎng)進(jìn)行分維自適應(yīng)調(diào)整,對(duì)應(yīng)SST無功優(yōu)化部分的維度根據(jù)個(gè)體適應(yīng)度調(diào)整該維趨化步長(zhǎng),使細(xì)菌的趨化更加精細(xì)且高效;為避免丟失精英個(gè)體造成算法退化,提出基于菌群平均適應(yīng)度的分群遷移策略,保留精英個(gè)體的同時(shí)增加種群多樣性,基于上述改進(jìn),給出了綜合優(yōu)化算法的步驟與流程。最后,建立了含SST的配網(wǎng)重構(gòu)綜合優(yōu)化模型,并以修改后的IEEE33節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)與PGE69節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為例進(jìn)行仿真分析,對(duì)比分析了不同優(yōu)化措施下的配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)及使用不同算法時(shí)的算法性能,結(jié)果表明,含SST的配網(wǎng)重構(gòu)綜合優(yōu)化的降損效果與電能質(zhì)量改善情況較好,可使配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到相對(duì)最優(yōu);IBFA具有良好的算法穩(wěn)定性與全局尋優(yōu)能力,可快速有效的求解綜合優(yōu)化問題。
【圖文】：

固態(tài)變壓器是采用先進(jìn)電力電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)的…種可轉(zhuǎn)換電能的靜止電氣設(shè)逡逑備，它主要包含兩個(gè)基本構(gòu)成元素：電力電子變換器與高頻變壓器，其工作原理逡逑圖如圖２－１所示，圖２－２為具有代表性的典型ＡＣ／ＤＣ／ＡＣ型ＳＳＴ的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。逡逑ＳＳＴ的工作原理Ｉ＃為：工頻交流輸入到三相全控整流器中變換為直流，再用單逡逑相全橋逆變電路將直流調(diào)制為高頻方波后加載至高頻變壓器的一次側(cè)，耦合到高逡逑頻變壓器二次側(cè)后，高頻方波再被整流為直流電壓，經(jīng)過逆變器后被逆變?yōu)樗桢义辖涣鬏敵鲭妷�。該結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)輸入端的功率因數(shù)校正，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)與負(fù)荷側(cè)的故逡逑９逡逑

邐Ｌ」逡逑圖２－２邋ＳＳＴ的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖逡逑由圖２－２可知，三相全控整流器與逆變器均采用全控型器件T具有高度可控逡逑性，ＳＳＴ可通過對(duì)電力電子器件的控制來靈活調(diào)節(jié)換流器交流側(cè)基波電壓的幅值逡逑與相位，結(jié)合電力系統(tǒng)中功率流動(dòng)規(guī)律，即有功功率由相位超前的地方流向相位逡逑滯后的地方，無功功率由電壓幅值高的地方流向幅值低的地方，可知ＳＳＴ可實(shí)逡逑現(xiàn)對(duì)與系統(tǒng)交換功率的靈活調(diào)控，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)潮流的調(diào)控。故ＳＳＴ既可逡逑吸收無功也可發(fā)出無功，可充當(dāng)無功源，提供無功補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)無功負(fù)荷的就近平逡逑衡，，從而提升配電網(wǎng)中的電能質(zhì)量。逡逑２．１．２邋ＳＳＴ的數(shù)學(xué)模型與無功控制原理逡逑在潮流分析與控制中，為了簡(jiǎn)化分析，可對(duì)ＳＳＴ模型進(jìn)行相應(yīng)簡(jiǎn)化，ＳＳＴ逡逑的簡(jiǎn)化等效數(shù)學(xué)模型［２？２２］如圖２－３所示
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM40

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2693689