计及源荷不确定性的有源配电网源网荷协调运行优化方法

发布时间：2020-07-22 07:18

【摘要】：随着大规模分布式电源、柔性负荷等可调节资源接入配电网,传统的无源配电网逐步演化成有源配电网。大量可调节资源为有源配电网实现“主动”控制与管理提供了基础。本文以有源配电网“源”、“网”、“荷”的可控性为基础,研究了有源配电网源网荷协调运行优化的相关问题。主要的研究工作及研究成果归纳如下:(1)针对分布式光伏电源出力的不确定性问题,本文建立了基于粗略气象数据的离散随机变量概率分布光伏有功出力模型。首先,分析了目前采用正态分布等概率函数描述不确定性的基本方法;进一步,考虑到小容量光伏电源只有粗略的气象信息(例如晴天、阴天和雨天的概率),不具备高精度功率预测功能,因此研究提出了利用离散型随机变量概率分布来描述光伏电源在不同天气情况下有功出力的不确定性。(2)针对如何减少有源配电网的网络损耗问题,本文提出了基于双层组合优化算法的源网荷协调运行优化方法。首先,考虑到有源配电网的网络损耗与电源出力、负荷大小以及网络拓扑结构耦合关联,分别从分布式电源出力、可调节负荷、网络拓扑重构三个方面,建立了以网络损耗最小为目标的源网荷协调运行优化模型(非凸非线性混合整数优化模型);进一步,考虑到该优化模型非常复杂、难以直接求解,研究提出了双层组合优化求解算法:在算法下层,用非线性规划方法求出不同网络拓扑结构下的局部最优解;在上层,通过比较不同网络拓扑结构下的各局部最优值选出最好的局部最优解。最后,在IEEE 33节点配电系统上进行的算例仿真结果表明,本文提出的有源配电网源网荷协调运行优化策略能有效地降低网络损耗。(3)在上述研究内容的基础上,针对分布式光伏出力和负荷预测的不确定性问题,本文提出了计及源荷不确定性的有源配电网源网荷协调运行优化方法。首先,在第(2)部分建立的源网荷协调运行优化模型的基础上,利用第(1)部分建立的基于粗略气象数据的离散随机变量概率分布来描述光伏出力的不确定性,运用正态分布表示负荷预测的不确定性,从而建立包含源荷不确定性(随机变量)的有源配电网源网荷协调运行优化模型。进一步,针对包含随机变量的优化问题,先将其转化成基于数学期望的确定性优化模型(期望值模型),再利用第(2)部分提出的双层组合优化算法进行求解;最后,算例仿真验证了本文方法在考虑源荷不确定性的情况下也能有效地减少网络损耗。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM732
【图文】：

配电系统,节点,节点设置,大学专业

邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第三章不计源荷不确定性的有源配电网源网荷协调运行 3.1 所示。在该 IEEE 33 节点配电网系统中，选取 1 号节点设置为变电站注入节点取 11、15、23、28、33 号节点设置为 5 个分布式电源节点；选取 10-11、9-15、6-0、12-22、3-23、25-29、18-33 这 8 条支路设置分段、联络开关；选取 8、21、24、设置为 4 个可控负荷节点；将上述算法在 Windows 7 操作系统下，利用 MATLAB S 23.9.1 进行编程和仿真，结果如表 3.2 和图 3.3 所示。

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