隨著大量分布式電源、儲能設備、可控負荷、微網(wǎng)等接入配電網(wǎng),配電網(wǎng)的運行和控制開始發(fā)生巨大變革。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)從單源、單向潮流的被動系統(tǒng)變?yōu)槎嘣础㈦p向潮流的主動配電網(wǎng),配電網(wǎng)的可靠性、經(jīng)濟性和環(huán)境性等得到有效提高。但同時大量且形式多樣的可控電源的接入會使配電網(wǎng)的復雜性大大增加,給配電網(wǎng)的運行和控制帶來很大的挑戰(zhàn)。此外,可再生能源(Renewable Energy Source,RES)的隨機性和波動性,也給電力系統(tǒng)的安全可靠運行帶來了很大的挑戰(zhàn)。微網(wǎng)(Microgrid,MG)作為一種可并網(wǎng)或孤島運行的自治系統(tǒng),可以利用本地的分布式電源、儲能、控制設備等就地供應負荷,MG的引入可以在提高配電網(wǎng)對于RES發(fā)電的接納能力同時有效簡化配電網(wǎng)運行控制的復雜性問題。配電網(wǎng)和微網(wǎng)作為相對獨立的自治系統(tǒng),分別由配電網(wǎng)運營商(Distribution Network Operator,DNO)和微網(wǎng)運營商(Microgrid Operator,MGO)來制定調度策略,配電網(wǎng)的運行狀態(tài)會影響MGO的調度策略,MGO的決策也會影響配電網(wǎng)的調度結果。對于含多微網(wǎng)的主動配電網(wǎng),為使整個配電網(wǎng)的經(jīng)濟效益達到最優(yōu),DNO和MGO需要進行協(xié)調優(yōu)化調度。考慮到配電網(wǎng)和微網(wǎng)間的競爭和合作關系,本文針對含多微網(wǎng)的主動配電網(wǎng)系統(tǒng),以運行成本最小為目標,建立了配電網(wǎng)和微網(wǎng)的分層協(xié)調優(yōu)化調度模型,主要的工作和成果如下:(1)考慮到RES的不確定性,基于場景法建立了主動配電網(wǎng)兩階段隨機優(yōu)化模型。第一階段考慮了配電網(wǎng)電能和備用的調度成本,第二階段考慮了各隨機場景下由于備用調度所帶來的各可控電源出力調整成本。其中對于RES不確定性的處理,以拉丁超立方采樣來產生隨機場景,并采用同步回代削減法來縮減場景。對配電網(wǎng)潮流約束進行線性化處理,將所建的非線性優(yōu)化模型轉化為線性優(yōu)化問題,然后采用通用數(shù)學模型系統(tǒng)(General Algebraic Modeling System,GAMS)軟件中的Cplex求解器進行求解。算例表明該隨機模型可以有效減小配電網(wǎng)備用配置的冗余問題并提高配電網(wǎng)的經(jīng)濟效益。(2)考慮到配電網(wǎng)和微網(wǎng)間的競爭與合作關系,提出了基于雙層規(guī)劃的配電網(wǎng)和微網(wǎng)的分層協(xié)調優(yōu)化調度模型。上層為配電網(wǎng)模型,下層為微網(wǎng)模型,各模型分別以各自的運行成本為目標,考慮了計劃電能和備用調度成本以及隨機場景下各電源出力調整成本。此外,微網(wǎng)參與備用市場,可以通過向配電網(wǎng)提供備用服務并獲取收益�；趲於魉藯l件的方法求解該雙層模型,將下層微網(wǎng)模型轉化為上層配電網(wǎng)模型的約束條件,從而將雙層問題轉化為單目標優(yōu)化問題進行求解。采用含多微網(wǎng)的IEEE-33節(jié)點系統(tǒng)進行算例分析,結果表明該雙層模型可以協(xié)調配電網(wǎng)和微網(wǎng)的經(jīng)濟性,微網(wǎng)的備用服務提高了含多微網(wǎng)的配電系統(tǒng)整體的經(jīng)濟效益。(3)考慮到微網(wǎng)的自治性和信息的隱私性,采用目標分流法對考慮了可中斷負荷(Interruptable Load,IL)的配微協(xié)調模型進行求解。在第三章雙層模型的基礎上加入IL,IL參與了電能和備用調度。目標分流法是一種分布式算法,可求解多層分級優(yōu)化問題,利用配電網(wǎng)模型和微網(wǎng)模型間的共享變量,將含多微網(wǎng)的配電網(wǎng)解耦成獨立的配電網(wǎng)和微網(wǎng)調度模型,然后在各獨立模型的目標中加入懲罰項,通過不斷更新懲罰系數(shù)和迭代循環(huán),得出最優(yōu)解。算例表明目標分流法所得的配微調度策略可以在實現(xiàn)整個系統(tǒng)全局最優(yōu)的情況下保證微網(wǎng)的自治性和微網(wǎng)內部信息的隱私性。
【學位單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM73
【部分圖文】：

表２－１算例系統(tǒng)中國各分布式電源基本參數(shù)逡逑節(jié)點編號ＤＧ類型ｒ，Ｃ0Ｍ邋ｕ逡逑邐（ｋＷ）邋（Ｓ／ＭＷｈ）逡逑１０邐ＷＴ邐４００邐０逡逑１５邐ＷＴ邐４００邐０逡逑１９邐ＭＴ邐３００邐４３．７逡逑２５邐ＭＴ邐３００邐４３．７逡逑２８邐ＷＴ邐４００邐０逡逑邐３０邐ＰＶ邐３００邐０逡逑本章選取修改后的ＩＥＥＥ－３３節(jié)點標準算例系統(tǒng)來驗證本章所建優(yōu)化模型的逡逑可行性，如圖２－２所示。該算例系統(tǒng)各節(jié)點和支路參數(shù)如附錄中表Ａ所示，包逡逑括工業(yè)、居民和商業(yè)三種負荷類型，其中節(jié)點１處為變電站，節(jié)點２－］８為居民逡逑負荷，節(jié)點１９－２５為商業(yè)負荷，節(jié)點２６－３３為工業(yè)節(jié)點，各類型負荷的日功率逡逑曲線如圖２－３所示。該系統(tǒng)接入了光伏、風機和微型燃氣輪機，各分布式電源逡逑的基本參數(shù)如表２－１所示，其中各風機的切入、額度和切出風速分別為３邋ｍ／ｓ、逡逑１２邋ｍ／ｓ和２５邋ｍ／ｓ，各微型燃氣輪機的最小輸出限制為額度功率的２０％。逡逑

表２－１算例系統(tǒng)中國各分布式電源基本參數(shù)逡逑節(jié)點編號ＤＧ類型ｒ，Ｃ0Ｍ邋ｕ逡逑邐（ｋＷ）邋（Ｓ／ＭＷｈ）逡逑１０邐ＷＴ邐４００邐０逡逑１５邐ＷＴ邐４００邐０逡逑１９邐ＭＴ邐３００邐４３．７逡逑２５邐ＭＴ邐３００邐４３．７逡逑２８邐ＷＴ邐４００邐０逡逑邐３０邐ＰＶ邐３００邐０逡逑本章選取修改后的ＩＥＥＥ－３３節(jié)點標準算例系統(tǒng)來驗證本章所建優(yōu)化模型的逡逑可行性，如圖２－２所示。該算例系統(tǒng)各節(jié)點和支路參數(shù)如附錄中表Ａ所示，包逡逑括工業(yè)、居民和商業(yè)三種負荷類型，其中節(jié)點１處為變電站，節(jié)點２－］８為居民逡逑負荷，節(jié)點１９－２５為商業(yè)負荷，節(jié)點２６－３３為工業(yè)節(jié)點，各類型負荷的日功率逡逑曲線如圖２－３所示。該系統(tǒng)接入了光伏、風機和微型燃氣輪機，各分布式電源逡逑的基本參數(shù)如表２－１所示，其中各風機的切入、額度和切出風速分別為３邋ｍ／ｓ、逡逑１２邋ｍ／ｓ和２５邋ｍ／ｓ，各微型燃氣輪機的最小輸出限制為額度功率的２０％。逡逑

該算例配電網(wǎng)從輸電網(wǎng)購買的電能和備用價格選用美國紐約獨立系統(tǒng)運營逡逑商ＰＪＭ公司在２０１３年７月１９日的電價，如圖２－４所示。日光照強度曲線和日逡逑風速曲線如圖２－５所示。逡逑２．４．２結果與分析逡逑將本章所建立的隨機模型和傳統(tǒng)的確定性模型進行對比，以此來驗證本章逡逑所建隨機模型的可行性。其中確定性模型中，即為不考慮各電源出力調整所帶逡逑來的期望成本，備用的配置容量選取為可再生能源預測發(fā)電量的２０％，相當于逡逑９７．７２％的置信區(qū)間；隨機模型下，基于場景法產生了十個隨機場景。這兩種場逡逑景下的電能調度、備用配置和運行成本結果如下：逡逑２５００邋邐＞邐■邐■邐邐邐１￣￣邐２５００邋邐邐邐邐邐■邐邐邐逡逑—ＰＶ……ＷＴ－邋ＭＴ—輸電網(wǎng)邐一ＰＶ……ＷＴ…ＭＴ邋輸電網(wǎng)逡逑一２０００邐卜邋Ｊ－邐．Ｊ０００邐Ａ／—逡逑＼邋１５００邐／邐Ｖ邋＾邋１５Ｗ邋■邐／邐＼逡逑Ｃ－邐／、、、？！邐ｗ邐／＼邐／逡逑烱邐、Ｖ邋？？？邐：？邐_L＇邋ｉ邋、、；邐：■邐邐逡逑吞邋ｉ＿邋邐Ｖ邐？？？邐？？邐吞邋１０００邐？……’？？？？？、／邐？？？、？邐－逡逑－－邐￣ｙ＊＊－邋—邋－逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2825589