含分布式电源的配电网络重构

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能源短缺、环境污染严重是当今世界面临的一个严峻问题,分布式电源(DG)因其诸多优点得到了快速发展和广泛应用。作为传统集中式发电的有益补充,将其与集中式电源相结合是目前研究的重要方向之一。但是,分布式电源大量的并网运行会对系统产生重大的影响,其中一个就是配电网络重构。
  配电网络重构是一个多目标非线性混合优化问题。分布式电源的接入会改变网络的结构,导致潮流分布发生变化,使得配电网络重构变得更加不可控。因此,对含分布式电源的配电网络进行研究具有重要的意义。
  首先,分析了国内外关于配电网络重构的研究现状,包括数学模型以及算法的研究。介绍了当前国内外应用最广泛的分布式电源,重点分析了风力发机的工作原理,并采用场景分析法建立了风机功率输出随机模型,探究了双馈风力发电机的等值电路模型。针对不同类型的分布式电源的特点,对其节点进行处理,使之适用于前推回代潮流计算方法中。
  其次,为了克服传统粒子群算法容易陷入局部最优、过早熟的缺点,本文提出一种混沌模拟退火二进制粒子群算法(CSA-BPSO)。在二进制粒子群算法的基础上,利用混沌算法的优化原理,将Logistic映射与Chebyshev映射相结合,对粒子的速度进行初始化,增强初始变量的均匀性。利用模拟退火算法的工作机制,对粒子的惯性权重进行改进,提高全局搜索的能力。通过三个测试函数对本文算法的性能进行仿真分析。
  再次,建立含分布式电源的配电网络重构数学模型。以有功网损最小和节点电压偏差最小为综合目标函数,并利用数学方法将其转换成单目标函数。以含DG的潮流约束、DG的容量约束、以及节点电压、支路电流约束、满足配电网络呈辐射状结构为约束条件。
  最后,对配电网络的拓扑结构进行分析,建立辐射状运行的判据。采用基于环路的二进制编码规则对粒子群进行编码,并对粒子群的初始化方法进行分析。通过IEEE33节点配电系统算例,将多台恒功率型的双馈风力发电机以风电场的形式接入其中,在不同的场景发生概率下分别采用本文提出的CSA-BPSO算法以及BPSO算法对其进行重构优化,并将两种算法进行比较,结果表明本文提出的算法在各方面优化目标上均优于BPSO算法。
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