海岛微电网无功优化研究

发布时间：2020-06-08 02:20

【摘要】：在海岛环状微电网中,无功优化作为一种优化方法可以对系统中各类无功装置的分配状态以及电压质量进行优化。由于交流潮流方程具有非线性的特征,且多数无功补偿器变量呈离散性,导致无功优化属于包含离散变量的非凸非线性规划。因此在实际中,为了较高的求解效率以及高质量的解,常常将潮流方程进行凸松弛,再使用成熟的商业求解器进行求解。由于潮流的凸松弛对于网络的拓扑结构具有很强的针对性,对于海岛环状微电网来说,获得可行解的充要条件是网络的局部条件和循环条件要同时得到满足。故研究适用于海岛环状微电网潮流的凸松弛,以及基于凸松弛所衍生出的无功优化问题,对于海岛环状微电网的运行具有重要的意义。本文主要内容有以下部分:1.针对海岛环状微电网场景,根据BIM(Bus Injection model)框架,对相角差约束进行三角函数松弛和McCormick松弛,建立基本二阶锥无功优化模型以求取初值。为了提高解的质量,利用凸差方程和修正方程得到改进无功优化模型。2.基于上述的无功优化模型,引入离散无功补偿变量,合理化无功补偿方式。根据海岛环状微电网的特点,合理设置多种目标函数,并使用ε-约束求解多目标函数模型,最后通过模糊满意度函数得到满意度较高的优化方案。3.利用可调节鲁棒优化方法解决无功优化问题中可再生能源出力的不确定性。先决策变量进行合理地划分,建立可调节鲁棒模型,并利用CCG法求解。为验证本文所提的各模型的有效性以及精确性,将33节点配电系统进行修改,并加上各类无功补偿装置,得到一般环状拓扑的海岛微电网测试系统。本文在修改后的IEEE-33系统上进行仿真实验,仿真结果表明,所建立的改进无功优化模型在海岛环状微电网系统的算例具有较高的精确性,在精度上优于针对一般配电网的SOCP无功优化模型;所建立的多目标函数和所采用的ε-约束对于微电网中的无功优化决策具有良好的适用性,最后通过模糊满意度能从计算出的Pareto最优解中选出一个“满意”的优化决策;所提出的鲁棒无功优化可以应对可再生能源不确定出力,在保证模型鲁棒可行性的同时将最恶劣情况下的目标函数值最小化。
【图文】：

曲线,曲线,光伏,无功调节

１）逦ｃｏｓ火Ｐｐｉ．）控制的逆变器无功调节。逡逑ｃｏｓ舛义，）控制是一种很常见的无功控制方法，目的是限制线路中过多的无功和节点逡逑电压的上升。最基本的控制曲线如图１－１所示。逡逑－邋Ｃ０Ｓ（ｐ（Ｐｐｖ）逡逑＋０．９５邋逦ｒ逦逡逑Ｉ逡逑Ｈｉ逡逑控制启动阈值逡逑：Ｐｐｖ逡逑一？逦逦：逦逡逑＼邋ｏ．邋２逦１；逡逑控制斜率逦；逡逑－０．９５逦—＾逦逡逑图１－１邋0＾（心）控制的曲线逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋ｃｕｒｖｅ邋ｕｎｄｅｒＣ０Ｓ＾（＾，Ｊ邋ｃｏｎｔｒｏｌ邋ｓｔｒａｔｅｇｙ逡逑在光伏渗透率不高时，这种控制方式能起到很好的效果，然而在光伏渗透率高的海逡逑岛独立微电网中，严格限制光伏的并网功率因数使逆变器的无功调节能力无法充分发挥。逡逑在强光照轻负荷的情况下，电网中会存在非常严重的过电压风险｜５１１。逡逑２）逦ＳｐＦ）控制的逆变器无功调节。逡逑控制是也一种经典的电压控制方法，其控制曲线如阁１－２所示。如果光伏并逡逑７逡逑

曲线,曲线,光伏,无功调节

１）逦ｃｏｓ火Ｐｐｉ．）控制的逆变器无功调节。逡逑ｃｏｓ舛义，）控制是一种很常见的无功控制方法，目的是限制线路中过多的无功和节点逡逑电压的上升。最基本的控制曲线如图１－１所示。逡逑－邋Ｃ０Ｓ（ｐ（Ｐｐｖ）逡逑＋０．９５邋逦ｒ逦逡逑Ｉ逡逑Ｈｉ逡逑控制启动阈值逡逑：Ｐｐｖ逡逑一？逦逦：逦逡逑＼邋ｏ．邋２逦１；逡逑控制斜率逦；逡逑－０．９５逦—＾逦逡逑图１－１邋0＾（心）控制的曲线逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋ｃｕｒｖｅ邋ｕｎｄｅｒＣ０Ｓ＾（＾，Ｊ邋ｃｏｎｔｒｏｌ邋ｓｔｒａｔｅｇｙ逡逑在光伏渗透率不高时，这种控制方式能起到很好的效果，然而在光伏渗透率高的海逡逑岛独立微电网中，严格限制光伏的并网功率因数使逆变器的无功调节能力无法充分发挥。逡逑在强光照轻负荷的情况下，，电网中会存在非常严重的过电压风险｜５１１。逡逑２）逦ＳｐＦ）控制的逆变器无功调节。逡逑控制是也一种经典的电压控制方法，其控制曲线如阁１－２所示。如果光伏并逡逑７逡逑
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM714.3

【参考文献】