基于阶段式协调优化策略的风光储并网规划
发布时间：2021-03-28 06:22
随着化石能源日渐短缺以及传统火力发电造成的环境污染问题日益严重,可再生能源发电成为未来电力行业的发展趋势。风电、光伏等分布式电源（distributed generation,DG）控制灵活、对环境污染小,能实现电能的就地消纳。但DG的出力具有间歇性、波动性等特点,随着电网中的DG渗透率逐渐增大,存在大量的弃风、弃光现象。储能电池接入配电网能够有效平抑风光波动、提高风光消纳能力。因此,针对风-光-储协调优化配置,本文开展以下工作:首先建立风、光概率出力模型,考虑储能对风光波动的平抑,建立储能电池充放电模型,并且分别分析风光电源和储能电池对配电网的影响。其次提出风-光-储阶段式协调优化策略:第一阶段以系统稳定为前提,根据负荷有功网损灵敏度确定风光电源安装位置和容量;第二阶段在风光选址定容的基础上首先以网损最小为目标优化储能电池安装位置,然后综合考虑投资成本、电压稳定及弃风弃光率建立多目标优化模型,采用模拟退火-粒子群混合算法优化储能容量:第三阶段以储能优化典型方案为例采用概率潮流的方法进行网损和电压评估。最后,以东北某地实际配电系统进行仿真分析,验证阶段式协调优化策略的正确性和有效性。本...
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：49 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－３不同天气情况下光伏出力??通常，太阳辐射的概率密度函数可由Ｂｅｔａ函数表示［４１４６］：??
源则需从系统中吸收无功功率，不利于网损的减少。??配电网中有功损耗表达式为：??ｐｒ?＝?ＹＬＷＰ，?＋?Ｑ，Ｑ，）＋?Ｐｎ?（ａｐ，?－?Ｐ，Ｑ，）］?（２－７）??／＝１?ｙ＝ｌ??ａ＝—ｃｏｓ（６－ｅ，）?（２－８）??＂ｙｙ?＾?１?？＂??Ｂ?＝?—ｓｍ（ｄ?－０，）?（２－９）??厂?Ｊ／Ｊ／?ｖ?＇??式中ＦＺ／９，—节点的电压向量；??八、Ｇ—节点／、节点＿／注入的有功功率；??Ｑ，、０，一节点／、节点．／注入的无功功率；??八’一节点数量。??以图２－４的简单网络图分析ＤＧ并网对配电网网络损耗和电压损耗的影响。??Ａ?Ｂ??ＩＨｊＸ???????＇——?广丨＋／（Ａ??＾?ｒｘ．＾／Ｃ＾ｒｘ．??（Ｖ、）??＼?／??、＿?ｙ??图２－４?ＤＧ对配电网影响分析图??在节点Ｂ中的ＤＧ与负荷有功、无功出力分别为Ｐｄｇ＋ｚＰｄｇ、７＼＋／仇。ＤＧ和负荷向节??点Ｂ注入有功的情形分为三种：??（１）当ＰＤＧ＞／Ｙ时，节点向系统输送功率为ＰＤＧ与之差，若其值大于原有负荷??的值，则功率特性为负，线路电流／变大，其网络损耗增大；??（２）当，由于ＤＧ有功功率与负荷需求功率相等，使电流相等，网络损耗??减小：??ＩＩ??
?第２章风光电源与储能电池模型及并网影响??＼?／??￣?＾??Ａ?Ｂ?Ｔ?＾ＤＧ＂ｔ／Ｃ？ＤＧ??Ｒ＾ｊＸ?ｉ???????．??Ａ?Ｐｉ?ＶＶｉ：??／?＼??（储能）??＼?／??图２－６储能对配电网电压影响分析图??（ａ）储能未接入时，节点Ｂ的电压为：??７?Ｔ?ｒ?，?（＾ＬＢ?＿?＾ＤＧ?）?＾?＋?（Ｑ＼Ｍ?￣?Ｑｏｃ，?）?＾?Ｉ?￣，Ａ?＼??ｆｖＢ＝ｔ／Ａ?—?（?２－－４?）??＾?Ａ??式中ｔ／Ａ、ｆ；Ｂ—储能未接入时，Ａ、Ｂ节点的电压：??八ｂ、Ｐｌｂ—节点Ｂ处负荷的有功、无功功率：??尸ｉｘｉ、Ｐｉｘ；—节点Ｂ处ＤＧ注入的有功、无功功率。??由式（２－２４）?ｎｊ？知，ＤＧ的接入会使节点Ｂ的电Ｂ（升高，当ＤＧ发出的功率过大时，??可能会导致节点Ｂ的电压越限。??（ｂ）储能接入后，节点Ｂ的电压为：??，，，，「屯－（＾＾：）］及＋〇＾－仏）丫?，。…??Ｃ／Ｂ?一?６７ａ?）??°?Ａ??式中作一储能装置的充放电功率。??由式（２－２５）可知，储能的接入会改变节点Ｂ的电压，合理配置储能的充放电功率，??能使节点Ｂ的电压降低，改善因ＤＧ并网引起的电压越限问题。??２．５本章小结??本章根据配电网中间歇式分布式电源的出力特性，分析了风光电源出力的概率模型。??考虑到储能电池在配电网中风光波动的平抑作用，分析了储能充放电模型。从潮流、电能??质量和网损三个方面分析了风光电源对配电网的影响，为优化风光电源的位置和容量提供??了指导。通过简单模型分析了储能对改善配电网电压和网损所起到的作用，为下文的风－??光－储协调优化奠定了基矗??１５
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于条件风险价值的风柴储孤岛微网经济风险评估[J]. 郑益,朱俊澎,袁越. 电力自动化设备. 2019(11)
[2]有源配电网动态重构的状态分裂多目标动态规划算法[J]. 李振坤,路群,符杨,苏向敬,葛晓琳. 中国电机工程学报. 2019(17)
[3]Multi-objective simultaneous optimal planning of electric vehiclefast charging stations and DGs in distribution system[J]. Gurappa BATTAPOTHULA,Chandrasekhar YAMMANI,Sydulu MAHESWARAPU. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy. 2019(04)
[4]计及风速与负荷相关性的电-气互联系统概率可靠性评估方法[J]. 张雪寒,余涛. 高电压技术. 2019(10)
[5]基于集群划分的配电网分布式光伏与储能选址定容规划[J]. 丁明,方慧,毕锐,刘先放,潘静,张晶晶. 中国电机工程学报. 2019(08)
[6]分布式电池储能在含高比例可再生能源不平衡配电网中的序次优化配置[J]. 苏向敬,陈思利,米阳,符杨. 电网技术. 2019(10)
[7]计及电压稳定性评估的配电网DG选址定容的研究[J]. 孙顺祥,李晓明,刘振盛,史文超,郝超超. 电力系统保护与控制. 2019(03)
[8]基于反向云自适应粒子群算法的多目标无功优化[J]. 曹生让,丁晓群,王庆燕,张静. 中国电力. 2018(07)
[9]考虑光伏出力相关性的配电网动态无功优化[J]. 高锋阳,乔垚,杜强,强国栋,庄圣贤. 太阳能学报. 2018(01)
[10]结合随机规划和序贯蒙特卡洛模拟的风电场储能优化配置方法[J]. 吴玮坪,胡泽春,宋永华. 电网技术. 2018(04)
博士论文
[1]考虑风电的电网规划关键技术研究[D]. 谈天夫.东南大学 2017
[2]不确定因素下的智能电网能量管理及扩容优化研究[D]. 嵇灵.华北电力大学 2015
硕士论文
[1]利用储能电池进行削峰填谷的多指标综合评价方法[D]. 郑雪冰.华北电力大学 2015
[2]微网建模及电磁暂态仿真研究[D]. 王小单.华中科技大学 2012
本文编号：3105047
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：49 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－３不同天气情况下光伏出力??通常，太阳辐射的概率密度函数可由Ｂｅｔａ函数表示［４１４６］：??
源则需从系统中吸收无功功率，不利于网损的减少。??配电网中有功损耗表达式为：??ｐｒ?＝?ＹＬＷＰ，?＋?Ｑ，Ｑ，）＋?Ｐｎ?（ａｐ，?－?Ｐ，Ｑ，）］?（２－７）??／＝１?ｙ＝ｌ??ａ＝—ｃｏｓ（６－ｅ，）?（２－８）??＂ｙｙ?＾?１?？＂??Ｂ?＝?—ｓｍ（ｄ?－０，）?（２－９）??厂?Ｊ／Ｊ／?ｖ?＇??式中ＦＺ／９，—节点的电压向量；??八、Ｇ—节点／、节点＿／注入的有功功率；??Ｑ，、０，一节点／、节点．／注入的无功功率；??八’一节点数量。??以图２－４的简单网络图分析ＤＧ并网对配电网网络损耗和电压损耗的影响。??Ａ?Ｂ??ＩＨｊＸ???????＇——?广丨＋／（Ａ??＾?ｒｘ．＾／Ｃ＾ｒｘ．??（Ｖ、）??＼?／??、＿?ｙ??图２－４?ＤＧ对配电网影响分析图??在节点Ｂ中的ＤＧ与负荷有功、无功出力分别为Ｐｄｇ＋ｚＰｄｇ、７＼＋／仇。ＤＧ和负荷向节??点Ｂ注入有功的情形分为三种：??（１）当ＰＤＧ＞／Ｙ时，节点向系统输送功率为ＰＤＧ与之差，若其值大于原有负荷??的值，则功率特性为负，线路电流／变大，其网络损耗增大；??（２）当，由于ＤＧ有功功率与负荷需求功率相等，使电流相等，网络损耗??减小：??ＩＩ??
?第２章风光电源与储能电池模型及并网影响??＼?／??￣?＾??Ａ?Ｂ?Ｔ?＾ＤＧ＂ｔ／Ｃ？ＤＧ??Ｒ＾ｊＸ?ｉ???????．??Ａ?Ｐｉ?ＶＶｉ：??／?＼??（储能）??＼?／??图２－６储能对配电网电压影响分析图??（ａ）储能未接入时，节点Ｂ的电压为：??７?Ｔ?ｒ?，?（＾ＬＢ?＿?＾ＤＧ?）?＾?＋?（Ｑ＼Ｍ?￣?Ｑｏｃ，?）?＾?Ｉ?￣，Ａ?＼??ｆｖＢ＝ｔ／Ａ?—?（?２－－４?）??＾?Ａ??式中ｔ／Ａ、ｆ；Ｂ—储能未接入时，Ａ、Ｂ节点的电压：??八ｂ、Ｐｌｂ—节点Ｂ处负荷的有功、无功功率：??尸ｉｘｉ、Ｐｉｘ；—节点Ｂ处ＤＧ注入的有功、无功功率。??由式（２－２４）?ｎｊ？知，ＤＧ的接入会使节点Ｂ的电Ｂ（升高，当ＤＧ发出的功率过大时，??可能会导致节点Ｂ的电压越限。??（ｂ）储能接入后，节点Ｂ的电压为：??，，，，「屯－（＾＾：）］及＋〇＾－仏）丫?，。…??Ｃ／Ｂ?一?６７ａ?）??°?Ａ??式中作一储能装置的充放电功率。??由式（２－２５）可知，储能的接入会改变节点Ｂ的电压，合理配置储能的充放电功率，??能使节点Ｂ的电压降低，改善因ＤＧ并网引起的电压越限问题。??２．５本章小结??本章根据配电网中间歇式分布式电源的出力特性，分析了风光电源出力的概率模型。??考虑到储能电池在配电网中风光波动的平抑作用，分析了储能充放电模型。从潮流、电能??质量和网损三个方面分析了风光电源对配电网的影响，为优化风光电源的位置和容量提供??了指导。通过简单模型分析了储能对改善配电网电压和网损所起到的作用，为下文的风－??光－储协调优化奠定了基矗??１５
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于条件风险价值的风柴储孤岛微网经济风险评估[J]. 郑益,朱俊澎,袁越. 电力自动化设备. 2019(11)
[2]有源配电网动态重构的状态分裂多目标动态规划算法[J]. 李振坤,路群,符杨,苏向敬,葛晓琳. 中国电机工程学报. 2019(17)
[3]Multi-objective simultaneous optimal planning of electric vehiclefast charging stations and DGs in distribution system[J]. Gurappa BATTAPOTHULA,Chandrasekhar YAMMANI,Sydulu MAHESWARAPU. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy. 2019(04)
[4]计及风速与负荷相关性的电-气互联系统概率可靠性评估方法[J]. 张雪寒,余涛. 高电压技术. 2019(10)
[5]基于集群划分的配电网分布式光伏与储能选址定容规划[J]. 丁明,方慧,毕锐,刘先放,潘静,张晶晶. 中国电机工程学报. 2019(08)
[6]分布式电池储能在含高比例可再生能源不平衡配电网中的序次优化配置[J]. 苏向敬,陈思利,米阳,符杨. 电网技术. 2019(10)
[7]计及电压稳定性评估的配电网DG选址定容的研究[J]. 孙顺祥,李晓明,刘振盛,史文超,郝超超. 电力系统保护与控制. 2019(03)
[8]基于反向云自适应粒子群算法的多目标无功优化[J]. 曹生让,丁晓群,王庆燕,张静. 中国电力. 2018(07)
[9]考虑光伏出力相关性的配电网动态无功优化[J]. 高锋阳,乔垚,杜强,强国栋,庄圣贤. 太阳能学报. 2018(01)
[10]结合随机规划和序贯蒙特卡洛模拟的风电场储能优化配置方法[J]. 吴玮坪,胡泽春,宋永华. 电网技术. 2018(04)
博士论文
[1]考虑风电的电网规划关键技术研究[D]. 谈天夫.东南大学 2017
[2]不确定因素下的智能电网能量管理及扩容优化研究[D]. 嵇灵.华北电力大学 2015
硕士论文
[1]利用储能电池进行削峰填谷的多指标综合评价方法[D]. 郑雪冰.华北电力大学 2015
[2]微网建模及电磁暂态仿真研究[D]. 王小单.华中科技大学 2012
本文编号：3105047
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3105047.html
