發(fā)布時間：2020-09-24 09:58

　　 隨著大量分布式電源、儲能設(shè)備、可控負(fù)荷、微網(wǎng)等接入配電網(wǎng),配電網(wǎng)的運(yùn)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�、雙向潮流的主動配電網(wǎng),配電網(wǎng)的可靠性、經(jīng)濟(jì)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(fù)雜性大大增加,給配電網(wǎng)的運(yùn)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(jī)性和波動性,也給電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)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(yùn)行的自治系統(tǒng),可以利用本地的分布式電源、儲能、控制設(shè)備等就地供應(yīng)負(fù)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(yùn)行控制的復(fù)雜性問題。配電網(wǎng)和微網(wǎng)作為相對獨(dú)立的自治系統(tǒng),分別由配電網(wǎng)運(yùn)營商(Distribution Network Operator,DNO)和微網(wǎng)運(yùn)營商(Microgrid Operator,MGO)來制定調(diào)度策略,配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)會影響MGO的調(diào)度策略,MGO的決策也會影響配電網(wǎng)的調(diào)度結(jié)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(jì)效益達(dá)到最優(yōu),DNO和MGO需要進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度�？紤]到配電網(wǎng)和微網(wǎng)間的競爭和合作關(guān)系,本文針對含多微網(wǎng)的主動配電網(wǎng)系統(tǒng),以運(yùn)行成本最小為目標(biāo),建立了配電網(wǎng)和微網(wǎng)的分層協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)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(jī)優(yōu)化模型。第一階段考慮了配電網(wǎng)電能和備用的調(diào)度成本,第二階段考慮了各隨機(jī)場景下由于備用調(diào)度所帶來的各可控電源出力調(diào)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(chǎn)生隨機(jī)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(jìn)行線性化處理,將所建的非線性優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為線性優(yōu)化問題,然后采用通用數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)(General Algebraic Modeling System,GAMS)軟件中的Cplex求解器進(jìn)行求解。算例表明該隨機(jī)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(jì)效益。(2)考慮到配電網(wǎng)和微網(wǎng)間的競爭與合作關(guān)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(diào)優(yōu)化調(diào)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(yùn)行成本為目標(biāo),考慮了計劃電能和備用調(diào)度成本以及隨機(jī)場景下各電源出力調(diào)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(wù)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(zhuǎn)化為上層配電網(wǎng)模型的約束條件,從而將雙層問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化問題進(jìn)行求解。采用含多微網(wǎng)的IEEE-33節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行算例分析,結(jié)果表明該雙層模型可以協(xié)調(diào)配電網(wǎng)和微網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性,微網(wǎng)的備用服務(wù)提高了含多微網(wǎng)的配電系統(tǒng)整體的經(jīng)濟(jì)效益。(3)考慮到微網(wǎng)的自治性和信息的隱私性,采用目標(biāo)分流法對考慮了可中斷負(fù)荷(Interruptable Load,IL)的配微協(xié)調(diào)模型進(jìn)行求解。在第三章雙層模型的基礎(chǔ)上加入IL,IL參與了電能和備用調(diào)度。目標(biāo)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(dú)立的配電網(wǎng)和微網(wǎng)調(diào)度模型,然后在各獨(dú)立模型的目標(biāo)中加入懲罰項(xiàng),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(biāo)分流法所得的配微調(diào)度策略可以在實(shí)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(nèi)部信息的隱私性。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(diǎn)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(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)算例系統(tǒng)來驗(yàn)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(diǎn)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(fù)荷類型，其中節(jié)點(diǎn)１處為變電站，節(jié)點(diǎn)２－］８為居民逡逑負(fù)荷，節(jié)點(diǎn)１９－２５為商業(yè)負(fù)荷，節(jié)點(diǎn)２６－３３為工業(yè)節(jié)點(diǎn)，各類型負(fù)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(fēng)機(jī)和微型燃?xì)廨啓C(jī)，各分布式電源逡逑的基本參數(shù)如表２－１所示，其中各風(fēng)機(jī)的切入、額度和切出風(fēng)速分別為３邋ｍ／ｓ、逡逑１２邋ｍ／ｓ和２５邋ｍ／ｓ，各微型燃?xì)廨啓C(jī)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(diǎn)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(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)算例系統(tǒng)來驗(yàn)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(diǎn)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(fù)荷類型，其中節(jié)點(diǎn)１處為變電站，節(jié)點(diǎn)２－］８為居民逡逑負(fù)荷，節(jié)點(diǎn)１９－２５為商業(yè)負(fù)荷，節(jié)點(diǎn)２６－３３為工業(yè)節(jié)點(diǎn)，各類型負(fù)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(fēng)機(jī)和微型燃?xì)廨啓C(jī)，各分布式電源逡逑的基本參數(shù)如表２－１所示，其中各風(fēng)機(jī)的切入、額度和切出風(fēng)速分別為３邋ｍ／ｓ、逡逑１２邋ｍ／ｓ和２５邋ｍ／ｓ，各微型燃?xì)廨啓C(jī)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(dú)立系統(tǒng)運(yùn)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(qiáng)度曲線和日逡逑風(fēng)速曲線如圖２－５所示。逡逑２．４．２結(jié)果與分析逡逑將本章所建立的隨機(jī)模型和傳統(tǒng)的確定性模型進(jìn)行對比，以此來驗(yàn)證本章逡逑所建隨機(jī)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(diào)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(yù)測發(fā)電量的２０％，相當(dāng)于逡逑９７．７２％的置信區(qū)間；隨機(jī)模型下，基于場景法產(chǎn)生了十個隨機(jī)場景。這兩種場逡逑景下的電能調(diào)度、備用配置和運(yùn)行成本結(jié)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(xiàn)】

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本文編號：2825589