论文部分内容阅读
随着经济和科技的高速发展,人们对电能的供给需求与日俱增。在传统化石能源短缺和生态恶化加剧的大趋势下,充分利用可再生能源已经成为全球共识。因此分布式电源(Distributed generation,DG)快速发展起来,其大规模渗透已经成为新型配电网不可阻挡的发展趋势。然而,分布式电源的高渗透率对配电网的运行带来了包括电压上升,反向功率流,电能质量下降等问题。此外,由于分布式电源出力受外界环境影响较大,其功率输出具有显著的不确定性。所以,亟需研究一种方法来评估分布式光伏接入配电网的容量极限。另一方面,某些局部地区资源条件好,分布式电源发展迅速,造成严重的消纳问题,此时,需要研究储能系统的配置,来应对分布式电源出力变化的灵活性以及弃电现象,增加分布式电源的入网容量。论文主要围绕分布式电源的准入展开研究,首先分析了分布式电源接入电网对配网运行电压的影响,然后基于电压灵敏度建立了相关指标来指导分布式电源以及储能的接入。其次建立了基于鲁棒优化的分布式电源准入容量模型,为评估配电网中分布式电源的准入容量提供参考,另外,提出了提升分布式电源准入容量的双层储能配置模型,为含大规模风光电源的配电网中的储能配置提供理论指导。本文的主要内容包括:(1)从优化配网节点电压为出发点研究分布式电源和储能的最优选址问题,提出了分布式电源以及储能的时序灵敏度指标的计算方法。该指标计算方法采用节点电压的偏移量作为加权因子,改进传统某一断面下的灵敏度指标;其次,指标计算考虑了不同节点电压的调压需求;最后,不同时段系统运行方式不同,各时段的指标重要程度不尽相同,基于时间序列模型,提出了时序灵敏度指标。(2)在确定配电网中分布式电源最大准入容量的问题中,针对分布式电源出力的波动性,以及负荷需求明显的不确定性,在历史数据的基础上,构建DG出力和负荷水平的区间集,以系统安全运行为约束建立了分布式电源准入容量的鲁棒模型。为了协调系统安全性与DG准入容量之间的矛盾,建立鲁棒性指标实现不确定区间可调节鲁棒优化,弥补传统鲁棒优化(Robust optimization,RO)偏于保守的不足。同时为了适应新型配电网,在评估分布式电源准入容量时考虑包含有有载调压变压器和静止无功补偿装置等主动管理手段的网络拓扑。最后通过鲁棒线性优化方法将不确定模型转化为确定的混合整数线性规划进行求解。为评估配电网中DG最大准入容量提供了一种新的有效方法。(3)在提升分布式电源准入的储能配置问题中,提出双层储能配置模型,以经济成本的净现值最小为目标函数确定配电网中储能系统的容量以及储能的运行策略。外层目标函数包括有储能的安装成本和内层目标函数,决策变量为储能容量与功率,内层以系统网损成本以及储能套利增益为目标函数确定储能一日的运行策略。提出精英遗传算法与二阶锥优化相结合的模型求解方案。