有源配电网中分布式电源及储能的配置方法研究

发布时间：2019-04-25 07:22

【摘要】：配电网位于电能输送链的末端,距离供电中心越远电能质量越差,而这些地区往往也蕴藏着丰富的风能、太阳能、潮汐能等天然能源。分布式发电技术使得这些能源能够得到有效利用,但同时也使得配电网从无源变为有源,从单向供电变为双向能量流动。如何合理配置分布式电源和辅助的储能系统成为配电网领域中新的研究热点。本文将围绕分布式电源优化配置、储能系统优化配置及配置方案的综合评价方法三个方面进行研究。首先,以光伏电池和风机两种间歇性、随机性特征较强的分布式电源为代表,研究分布式电源与负荷之间的时序关联性,列举了分布式电源对配电网的主要影响因素及计算指标,分析得到分布式电源安装位置与安装容量对配电网单指标的影响程度,为分布式电源的优化配置提供重要指导。其次,在影响分析的基础上,针对分布式电源和储能系统,分别建立了优化配置模型。对于分布式电源,由于规划的阶段性特征,提出了多阶段动态配置方法；提出将多场景分析方法应用到优化配置过程中,以充分考虑分布式电源和负荷运行功率的不确定性对配置结果的影响,并建立了多阶段优化配置模型,合理适应负荷的阶段性增长；最后采用GUROBI求解器对模型进行求解,求解精度高。对于储能系统,充分考虑运行控制与规划设计的相互作用,以及储能系统的运行策略,建立了运行与规划相结合的双层优化配置模型；并根据储能系统的投资商的不同,分别制定了经济性目标函数,以收益最大化作为双层优化模型的目标；双层模型的求解采用商业求解器与人工智能算法相结合的方法。最后,为方便规划人员选择合适的配置方案,分别建立了分布式电源和储能系统的评价指标体系,能够全方位地评价配置结果的优劣；在此基础上建立了综合评价模型,并运用层次分析法得到直观的综合评价结果。
[Abstract]:The distribution network is located at the end of the power transmission chain, and the further away from the power supply center, the worse the power quality is, and these areas often contain abundant natural energy such as wind, solar, tidal energy and so on. Distributed generation technology enables these energy sources to be utilized effectively, but also makes the distribution network change from passive to active and from one-way power supply to two-way energy flow. How to properly configure distributed power supply and auxiliary energy storage system has become a new research focus in the field of distribution network. This paper will focus on three aspects: the optimal configuration of distributed power supply, the optimal configuration of energy storage system and the comprehensive evaluation method of configuration scheme. Firstly, taking the intermittent and stochastic distributed power supply of photovoltaic cell and fan as the representative, the temporal correlation between the distributed power supply and the load is studied, and the time series correlation between the distributed power supply and the load is studied. The main influence factors and calculation indexes of distributed power supply on distribution network are enumerated, and the influence degree of installation location and installation capacity of distributed power supply on single index of distribution network is analyzed, which provides important guidance for optimal configuration of distributed power supply. Secondly, based on the influence analysis, the optimal configuration models for distributed power supply and energy storage system are established. For the distributed power supply, a multi-stage dynamic configuration method is proposed because of the phased characteristics of the planning. In order to consider the influence of uncertainty of distributed power supply and load operation power on the configuration results, a multi-stage optimal configuration model is established by applying the multi-scene analysis method to the process of optimal configuration, which takes into account the uncertainty of distributed power supply and load operation power. Reasonable adaptation to the stage of load growth; Finally, the GUROBI solver is used to solve the model, and the precision of the solution is high. For the energy storage system, considering the interaction between operation control and planning design, as well as the operation strategy of the energy storage system, a double-layer optimal configuration model combining operation and planning is established. According to the different investors of the energy storage system, the economic objective function is formulated, and the maximum profit is used as the goal of the double-layer optimization model, and the solution of the double-layer model is based on the combination of commercial solver and artificial intelligence algorithm. Finally, in order to facilitate the planner to choose the appropriate configuration scheme, the evaluation index system of distributed power supply and energy storage system is established, which can evaluate the advantages and disadvantages of the configuration results in all directions. On this basis, a comprehensive evaluation model is established, and an intuitive comprehensive evaluation result is obtained by using analytic hierarchy process (AHP).
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM727

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本文编号：2464909