考虑分布式电源接入的配电网规划研究

发布时间：2017-06-22 10:11

  本文关键词：考虑分布式电源接入的配电网规划研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：配电网是电力网络中最接近用户的部分,对其进行科学规划,可以保证电网建设和运行的合理性、经济性、可靠性。近年来分布式发电(Distributed Generation, DG)技术因其经济、灵活、环保等特点,备受关注,发展迅速。但其带来优越性的同时,也不可避免地对传统配电网带来一定的冲击和影响。因此对分布式发电与传统配电网进行科学合理地规划有重要意义。本文围绕“考虑分布式电源接入的配电网规划”这一主题,展开以下工作：第一,介绍了分布式发电技术的概念和分类,对分布式发电、清洁能源发电和热电联产三者的区别和联系进行了辨析。DG的接入改变了配电系统的电源结构,给电力系统带来了深远复杂的影响。从电力系统可靠性、继电保护、电能质量、网络损耗和配电网规划等方面分析了分布式电源接入对电力系统规划、运行和管理的影响。第二,介绍了多目标优化问题的数学描述和常用的求解方法,为本文规划问题的求解提供了理论依据。传统的求解方法的核心思想是将多目标规划问题转化为单目标规划进行求解。粒子群算法等新型的仿生算法内含的并行性为多目标优化问题的求解开辟了新思路。本文总结了粒子群算法的基本原理,改进方法,算法参数的选择原则,最后给出了算法的一般流程。第三,讨论了分布式电源在潮流计算中的等值处理方法,用前推回退法对含DG的配电网进行潮流计算。建立了含DG的配电网多目标规划模型,并用粒子群算法进行求解。本文的创新点在于：(1)从配电公司角度出发,建立了考虑DG接入的配电网规划模型,规划目标考虑了DG设备投资和运行维护费用、网络损耗成本、配电网购电费用和财政补贴。各子目标通过加权相加化为单目标规划,其中突出考虑网络损耗成本,最终体现为配电网年费用最小。(2)引入了环保效益量化评价模型,对DG给配电网带来的环保效益进行定量考察。(3)用带权重的粒子群算法对规划模型进行求解。本算法采用了非线性减小的权重值,并且提出边界变异策略,对越界粒子进行边界变异操作,防止越界粒子在边界处聚集而导致算法陷入局部最优,改善了粒子群算法的寻优能力。(4)分别以一个40节点的配电系统和IEEE14节点配电网系统为算例进行了仿真计算。采用基本PSO、 PSO-w和带边界变异的PSO-w三种算法进行求解,比较其性能,发现本文提出的带边界变异的粒子群算法综合性能最优。两个算例都得到了良好的规划方案,验证了本文提出的规划模型和求解方法的正确性和普遍适用性。从经济性、环保性和电压改善情况三方面对规划结果进行分析评价。结果表明,分布式电源的分布和容量对配电系统的网络损耗影响显著；合理规划DG接入配电网,有利于配电网减少网络损耗、改善电压水平,可以延缓变电站和线路的建设,减少配电网投资,减少污染气体排放,具有显著的经济效益和环保效益。
【关键词】：配电网规划 分布式电源 粒子群算法 边界变异 环保效益
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM715
【目录】：

• 摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 第1章 绪论14-23
• 1.1. 课题研究的背景和意义14-16
• 1.2. 配电网规划模型的发展16-17
• 1.2.1. 规划模型的发展16
• 1.2.2. 地理信息对配电网规划的影响16-17
• 1.2.3. 考虑分布式发电的配电网规划17
• 1.2.4. 考虑供电可靠性的配电网规划17
• 1.3. 考虑DG接入的配电网规划国内外研究现状17-21
• 1.3.1. 规划模型17-19
• 1.3.2. 求解算法19-21
• 1.4. 本论文的主要工作21-23
• 第2章 分布式发电技术及其对电力系统的影响23-28
• 2.1. 分布式发电的概念23-24
• 2.2. 分布式发电对电力系统及其规划的影响24-26
• 2.2.1. 分布式发电对电力系统可靠性的影响24-25
• 2.2.2. 分布式发电对继电保护的影响25
• 2.2.3. 分布式发电对电能质量的影响25
• 2.2.4. 分布式发电对电网损耗的影响25-26
• 2.2.5. 降低供电设施利用率26
• 2.2.6. 分布式发电对配电网规划的影响26
• 2.3. 本章小结26-28
• 第3章 多目标优化问题和粒子群算法28-40
• 3.1. 多目标优化问题28-32
• 3.1.1. 多目标规划问题的数学描述28-29
• 3.1.2. 多目标规划问题的求解方法29-32
• 3.2. 粒子群算法32-38
• 3.2.1. 基本粒子群算法简介32-34
• 3.2.2. 粒子群算法的改进34-37
• 3.2.3. 基本粒子群算法参数的选择37-38
• 3.2.4. 基本粒子群算法的一般流程38
• 3.3. 本章小结38-40
• 第4章 考虑分布式发电的配电网规划40-64
• 4.1. 概述40
• 4.2. 含DG的配电网潮流计算40-43
• 4.2.1. 前推回代法算配电网潮流40-42
• 4.2.2. 计及分布式电源的配电网潮流42-43
• 4.3. 含DG的配电网规划模型43-47
• 4.3.1. 规划的目标函数43-44
• 4.3.2. 约束条件44-46
• 4.3.3. 接入分布式电源的环境效益评价46-47
• 4.4. 规划模型的求解47-50
• 4.4.1. 边界变异策略48
• 4.4.2. 算法编码方案48-49
• 4.4.3. 算法流程49-50
• 4.5 40节点配电网算例分析50-59
• 4.5.1. 算例参数50-51
• 4.5.2. 规划结果分析51-59
• 4.6. IEEE14节点配电网算例分析59-63
• 4.6.1. 系统参数59
• 4.6.2. DG单位容量的选择59-61
• 4.6.3. 仿真结果分析61-63
• 4.7. 本章小结63-64
• 第5章 总结与展望64-66
• 5.1. 总结64-65
• 5.2. 展望65-66
• 附录66-68
• 附录1 40节点配电网系统参数66-67
• 附录2 IEEE 14节点配电系统67-68
• 参考文献68-74
• 致谢74-75
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文75-76
• 学位论文评阅及答辩情况表76

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