直流配电网作为未来配电网的一种技术形态,其理论知识与实践应用都在初步研究阶段。直流配电网被认为是承载分布式电源的主要载体,由于分布式电源波动性较强,研究其对配电网运行的影响具有巨大的意义。在承受外在各种类型电源的干扰时,通过对电源和负荷加强一些管控,直流配电网的性能优势可以被更好地体现。为了求解以上所述问题,本文结合直流配电网拓扑结构、元件控制策略、潮流计算以及分布式电源出力的特点,构造了直流配电网运行优化的模型,本文通过以下几个内容开展研究:(1)介绍了直流配电网其中几个主要构成元件的数学模型及其控制分析的原理。详细阐述了直流配电网潮流计算方法、电压源型换流器(VSC)模型及下垂控制模型,然后在这些模型的基础上进行直流配电网络分析并总结潮流计算步骤,最后搭建了直流配电网络优化运行的一般模型。(2)通过调节换流器的参数大小,配合配电网的网络损耗值和电压差值等代表配电网运行优良性的指标,最终构建了以配电网运行成本最小为优化目的的目标函数。优化模型考虑了各类新能源出力成本以及各类VSC的控制策略,并以联络线功率限值、节点电压限值、分布式电源容量为约束条件,并通过24个时段进行优化分析。(3)建立相关模型的求解算法。根据VSC下垂控制特点,在潮流计算部分对初始有功功率参考值进行迭代求解。在优化过程中,将整个过程的优化分成两个模块来进行交替求解,以期达到最优。首先采用两种不同的编码形式,对两个连续变量下垂系数进行调节、电压初始值进行优化。其次采用自适应遗传算法,对配电成本进行最优化求解,使搜索方向朝向整个搜索空间的最优解方向。最后根据换流器和分布式能源各自特点,设置不同方案进行分析,对所提模型与方法的各方面性能进行验证。(4)通过MATLAB编写程序验证优化模型的实用性和可靠性,使用本文所提自适应遗传算法进行优化计算。结果表示,优化变量的结果收敛较快,配电成本可以得到改善,电压也能较好地维持在其约束范围之内,有效提高了配电网应对分布式电源波动的能力。