多能储能接入下配电系统分布鲁棒电压调节研究

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分布式可再生能源的大规模接入给配电系统的安全运行带来挑战,产生诸如电压越限等运行安全问题。储能作为重要的灵活调节资源,在平抑可再生能源出力波动方面发挥着重要作用。然而,当前储能研究大多围绕单一设备类型、单时间尺度调度,较少考虑混合储能或多能储能并进行多时间尺度调节,没有充分激发储能柔性调节潜力。配电系统电压调节主要依靠传统无功补偿设备,响应速度慢且无法进行连续调节。此外,现有调压方式忽略了不同时间尺度和预测分辨率下可再生能源不确定性的影响,调节能力和经济性有待进一步提高。因此,本文以多能储能接入下配电系统电压调节为研究对象,利用功率型储能和能量型储能组成混合电储能,进一步将电储能和热储能组成多能储能,提出了两阶段多时间尺度分布鲁棒电压调节方法,充分发挥储能互补特性和多能耦合优势,有效解决了多时间尺度可再生能源不确定性引起的配电系统电压越限问题。本文主要工作如下:(1)构建了电热综合能源配电系统关键设备和网络模型。基于电力系统和热力系统传输特性差异,建立了配电系统线性化交流潮流、电压机会约束和热力动态传输模型,兼顾精度和求解效率。构建了具备灵活调节能力的电热生产耦合设备和多能储能系统模型,为后续多能互补和协同优化研究奠定了基础。(2)提出了混合储能接入下主动配电系统分布鲁棒电压调节方法。考虑不同时间尺度和预测分辨率下可再生能源不确定性,构建日前和日内数据驱动Wasserstein不确定集。日前进行分布鲁棒优化调度,利用电池储能来平抑光伏长时间尺度波动;日内进行多时间尺度滚动优化,利用超级电容来平抑光伏瞬时剧烈波动。充分发挥混合储能系统的互补特性,解决电压越限问题,同时可根据调度人员的不同风险偏好提供相应的调度策略参考。(3)提出了多能储能接入下综合能源配电系统两阶段电压调节方法。利用电池储能、超级电容和热储能构成多能储能系统,综合考虑可再生能源不确定性、电热综合能源系统耦合关系和多能储能互补特性,第一阶段提出计及热力慢动态的多能储能分布鲁棒优化方法,第二阶段提出超级电容分布鲁棒模型预测控制策略,实现综合能源配电系统电压调节,提高系统灵活性和能源利用效率。
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