【摘 要】
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近年来,大停电事故时有发生,随着经济社会的发展,电力系统故障所造成的不利影响愈发严重。配电网直接面向终端用户进行供电,保证配电网运行的安全性与可靠性对于保障对终端用户的可持续供电和提高终端用户电能质量具有重要意义。能源互联网背景下,配电网与其他能源系统紧密耦合,传统的配电网正在转变为以配电网为核心,融合电、气、热等多种能源网络构成的多能协同能源系统,多能协同效应使得配电网运行方式更为灵活,为配电网
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近年来,大停电事故时有发生,随着经济社会的发展,电力系统故障所造成的不利影响愈发严重。配电网直接面向终端用户进行供电,保证配电网运行的安全性与可靠性对于保障对终端用户的可持续供电和提高终端用户电能质量具有重要意义。能源互联网背景下,配电网与其他能源系统紧密耦合,传统的配电网正在转变为以配电网为核心,融合电、气、热等多种能源网络构成的多能协同能源系统,多能协同效应使得配电网运行方式更为灵活,为配电网供能恢复提供了新思路。为此,本文分别研究传统配电网以及考虑多能协同的配电网的主动解列策略,通过主动解列的方式以实现配电网供电恢复,进而提高配电网供电恢复水平以及能源网络的可靠性,主要完成的研究内容如下:1)构建电力-热力-天然气多能协同的能源网络框架。分析配电网、热力系统以及天然气系统的物理模型以及运行特性;研究各类耦合元件的物理模型,进而深入分析能量网络的耦合特性;采用交替求解法计算系统多能流,为后续主动解列策略研究奠定基础。2)在深入分析配电网拓扑结构的基础上,构建配电网主动解列模型。分析各类负荷的特性,建立基于负荷顺位的配电网节点赋权树模型;在分析综合考虑负荷优先级及可控性基础上,以配电网恢复供电量最大和功率匹配度最高为目标,以配电网安全运行条件为约束,构建配电网主动解列模型;然后,采用基于贪心算法(Greedy Algorithm,GA)的搜索和校验两阶段过程进行求解,得到故障情况下配电网的主动解列策略;最后以PG&E69节点配电系统为测试算例,验证所提方法的有效性。算例结果表明,所提算法能够准确、高效地求解配电网主动解列方案,在该种供电恢复策略下,能够充分利用配电网的拓扑结构特性,深入挖掘配电网的供能潜力,保证部分重要负荷持续不间断供电。3)在传统配电网主动解列模型的基础上,综合考虑多能协同能源系统的协同特性,构建考虑多能协同的配电网主动解列模型;从多能协同角度出发,提出了适用于多能协同的配电网主动解列替代控制和协调控制策略,分别从负荷用能类型转移和电源支撑两方面研究多能协同效应对配电网主动解列策略的影响;最后,通过IEEE33节点配电系统、PG&E69节点配电系统、32节点热力系统和11节点天然气系统耦合的多能协同配电网测试系统算例,验证了所提方法的有效性。结果表明,考虑系统的多能协同效应后,能够显著提高配电网供电恢复量、减少开关动作次数、优化系统多能流分布,进一步提高系统供电恢复水平,有效地提高系统供能的安全性和可靠性。
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