提升配电网对分布式电源接纳能力的方法研究

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目前化石能源的过度开采以及它的燃烧所带来的严重环境污染,都加速了人类寻找新型能源的步伐。因此分布式电源(Distributed Generation,DG)以其清洁无污染等的优势,受到了各国空前的关注。所以人们开始考量DG的开辟层面,但当其接到配电网时会引发像电压畸变等很多不利变化,因此采用配电网重构来研究这一问题。配电网重构是改变配电网中某些分支的开关状态,优化某些配电网参数,从而提高系统性能。该优化工具有助于改变网络结构,并利用网络中的最优潮流来改进其功能。本文在深入研究了国内外有关成果的前提下,研究了提升配电网对DG的接纳能力的配电网重构方法,主要做了如下研究:第一,阐明了发展DG的必要性和收益。研究了国内外有关配电网对DG最大接纳容量的相关规定,以及目前提升配电网对DG接纳能力的方法,包括针对配电网器件的革新方法,以及针对配电网结构的配电网重构方法(其效果由算法优劣决定)等。第二,分析了DG接入对配电网的影响,其中包括损耗、电能质量、规划、保护及可靠性等。在以上方面中重点论说了网损上的改变,以计算结果深入探析,得出DG并入地点和容量与网损息息相关的结论。然后列举各种配电网潮流策略,比对各策略的优劣,选取了有着无需导纳矩阵、占较小内存、易收敛、编程简单及无需对其的稀疏化处理等众多优势的前推回代法。同时为了使该策略更为高效以及更能融入DG连进配电网后的模型,增加了对该策略的改良措施。最后确定了DG连进后的配电网重构的目标以及相关限制。第三,给出了各种类型DG的并网接口和潮流模型。另外,对模拟植物生长算法进行了概念阐述。将模拟植物生长算法用于以网络损耗最低为目标函数的配电网重构中。采用基于MATLAB语言的MATPOWER潮流计算软件在操作简单、结果直观的基础上也能保证高的计算精度,算例验证了该模型能够在减少网络耗损的同时抬高网络电压水平。最后,对模拟植物生长算法进行了改善,改善的模拟植物生长算法利用高惯性权重粒子群算法的强全局搜索能力找到全局最优解旁边的初始生长点,从而使模拟植物生长算法能快速收敛于全局最优解。同时以改良公式缩小生长点集的大小来优化其运算效率。再将改进的模拟植物生长-粒子群混合算法用于含定容变址和定址变容DG的配电网重构中,采用了改良的的配电网前推回代潮流策略。IEEE33节点测验结果证实了此构型的可行性与高效性,对比有关文献得到该方法能更快地完成收敛,更多地减小网络耗损,DG定容变址和定址变容两种情况下,配电网重构后的网络结构分别会受地址和容量的影响而改变。基于改进PGSA-PSO算法的配电网重构,在更大幅度地降低网损的同时还能提高配电网所能接纳DG的容量,并使DG连进合适的位置,即在保证系统经济性的前提下尽可能大地提升配电网对DG的接纳能力。
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