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目前,风电并网增加了电网规划的复杂性和灵活性,此外智能电网不断完善发展也使得输配电网之间的交互愈加紧密,因此在进行电网规划时不仅需要考虑风电并网带来的影响也需要考虑输配网之间的协同性以寻求整体最优的规划方案。
本文通过深入研究国内外关于配电网和输电网规划方面的相关文献,发现输电网与配电网单独规划的研究虽较为成熟,但考虑输配电网协同规划的研究较少,为此本文针对输配电网的协同规划问题进行了深入的研究,主要工作为:
在确定性情况下,即不考虑清洁能源并网因素,提出了一种基于交替方向乘子法及最优潮流的输配电网协同规划方法。该方法首先通过计及网络最优潮流,以输配电网连结处的传输功率作为耦合变量建立输配电网协同规划模型,并将耦合变量作为共享变量,利用交替方向乘子算法求解模型得到电网规划方案。通过对IEEE-14节点输电网与54节点配电网的耦合系统进行仿真分析,并对比不考虑输配电网协同关系时的电网规划方案,验证了该方法的合理性和有效性。
在前述研究基础上考虑输电网侧风电并网因素,提出了一种考虑风电并网的输配电网鲁棒扩展协同规划方法。以运行成本和线路投资成本之和最小为目标,采用基于Benders分解法的两阶段算法求解输电网的最优鲁棒规划模型;以线路投资成本最小为目标并考虑相关约束,求解配电网规划模型;两模型的关联变量为输配电网连接点处的传输功率,以其作为共享变量实现输电网优化问题和配电网优化问题这两个规划子问题之间的通讯,从而建立输配电网协同规划模型,并利用交替方向乘子法求解得到输配电网整体规划结果。采用改进的IEEE-14节点输电网和54节点配电网的耦合系统进行仿真分析,验证了规划方法的有效性和可行性。
最后加入对配电网分布式风电接入的考虑,构成具有双重不确定的输配电网协同规划模型,提出一种基于模糊理论的输配电网双层规划模型,外层求解配电网规划模型并将与输电网连接处的负荷值传递给内层输电网求解模型,从而基于此负荷值求解内层输电网鲁棒扩展规划模型并将规划运行成本返回给外层配电网模型。具体的有:对于外层建立考虑配网相关约束构建配电网规划模型,基于模糊理论建立配电网分布式电源的输出功率模型,以配网综合成本最小为目标函数,利用自适应遗传算法对考虑分布式电源接入的配网模型进行求解;对于内层输电网,基于外层配电网规划结果得到输电网侧变电站的负荷功率,构建两阶段的输电网鲁棒扩展规划模型,同样采用Benders分解法的两阶段算法求解得到输电网的最优鲁棒规划方案,最后将输电网最优运行和规划成本返回给上层配电网规划求解模型,以实现两个规划问题交替迭代求解,进而得到在输配电网的整体最优规划方案。通过对改进的IEEE-14节点输电网与改进的54节点配电网的耦合模型进行了仿真计算,验证了本文方法的有效性。
本文通过深入研究国内外关于配电网和输电网规划方面的相关文献,发现输电网与配电网单独规划的研究虽较为成熟,但考虑输配电网协同规划的研究较少,为此本文针对输配电网的协同规划问题进行了深入的研究,主要工作为:
在确定性情况下,即不考虑清洁能源并网因素,提出了一种基于交替方向乘子法及最优潮流的输配电网协同规划方法。该方法首先通过计及网络最优潮流,以输配电网连结处的传输功率作为耦合变量建立输配电网协同规划模型,并将耦合变量作为共享变量,利用交替方向乘子算法求解模型得到电网规划方案。通过对IEEE-14节点输电网与54节点配电网的耦合系统进行仿真分析,并对比不考虑输配电网协同关系时的电网规划方案,验证了该方法的合理性和有效性。
在前述研究基础上考虑输电网侧风电并网因素,提出了一种考虑风电并网的输配电网鲁棒扩展协同规划方法。以运行成本和线路投资成本之和最小为目标,采用基于Benders分解法的两阶段算法求解输电网的最优鲁棒规划模型;以线路投资成本最小为目标并考虑相关约束,求解配电网规划模型;两模型的关联变量为输配电网连接点处的传输功率,以其作为共享变量实现输电网优化问题和配电网优化问题这两个规划子问题之间的通讯,从而建立输配电网协同规划模型,并利用交替方向乘子法求解得到输配电网整体规划结果。采用改进的IEEE-14节点输电网和54节点配电网的耦合系统进行仿真分析,验证了规划方法的有效性和可行性。
最后加入对配电网分布式风电接入的考虑,构成具有双重不确定的输配电网协同规划模型,提出一种基于模糊理论的输配电网双层规划模型,外层求解配电网规划模型并将与输电网连接处的负荷值传递给内层输电网求解模型,从而基于此负荷值求解内层输电网鲁棒扩展规划模型并将规划运行成本返回给外层配电网模型。具体的有:对于外层建立考虑配网相关约束构建配电网规划模型,基于模糊理论建立配电网分布式电源的输出功率模型,以配网综合成本最小为目标函数,利用自适应遗传算法对考虑分布式电源接入的配网模型进行求解;对于内层输电网,基于外层配电网规划结果得到输电网侧变电站的负荷功率,构建两阶段的输电网鲁棒扩展规划模型,同样采用Benders分解法的两阶段算法求解得到输电网的最优鲁棒规划方案,最后将输电网最优运行和规划成本返回给上层配电网规划求解模型,以实现两个规划问题交替迭代求解,进而得到在输配电网的整体最优规划方案。通过对改进的IEEE-14节点输电网与改进的54节点配电网的耦合模型进行了仿真计算,验证了本文方法的有效性。