含分布式电源的配电网孤岛划分策略及故障复电研究

发布时间：2017-09-25 13:03

  本文关键词：含分布式电源的配电网孤岛划分策略及故障复电研究

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【摘要】：配电系统的网络结构日益复杂使得电力系统故障无法避免且难以预测,故障后若不及时恢复供电将会带来严重的经济损失和社会影响。近年来,随着分布式发电技术的成熟,分布式电源在配电系统中的渗透率不断升高,虽然分布式电源的接入对配电网的运行以及保护带来了一定的负面影响；但分布式电源在配电网故障后形成电力孤岛,保证重要负荷的供电连续性,提高了配电网络的可靠性。诸多专家和学者就孤岛划分问题进行了大量研究,本文在总结和归纳前人研究的基础上进一步深入研究。主要工作包含以下几个方面：(1)总结和归纳了分布式电源的优势和不足,特别是分布式电源的孤岛运行模式在供电恢复方面发挥的巨大作用,并就现阶段配电网故障恢复算法以及孤岛划分策略的研究现状进行了总结,同时指出存在的问题,突出本文所做研究的必要性。(2)分析了分布式电源孤岛运行模式的可行性,分布式电源能够形成电力孤岛并能稳定运行是进行孤岛划分研究的前提条件。列举了一些常见的分布式电源,归纳了它们的特点及其在潮流计算中的节点模型,保证了含分布式电源的配电网潮流计算模型的准确性。另外,就分布式电源的接入对配电网的网络损耗、系统电压、继电保护、发展规划等方面造成的影响进行了简单的归纳和分析,对于不利的影响尽量采用技术手段来消除或缓解。(3)明确了配电网孤岛划分的基本要求,建立配电网络的树模型,根据孤岛划分要求选取“尽可能多的恢复负荷”和“优先恢复高优先级负荷”两个目标,在孤岛电气运行约束、分布式电源容量约束以及树形网络拓扑约束下建立了配电网孤岛划分问题的数学模型,将孤岛划分等效为含有树约束的背包问题,运用深度优先动态规划算法形成初级孤岛。并在初级孤岛的基础上进一步考虑负荷的可控性和优先级制定孤岛修正法则对其进行修正,修正主要包括“填补”孤岛有功剩余和用孤岛外高优先级负荷“替换”孤岛内低优先级负荷。算例及其算法对比表明,深度优先动态规划算法能够在满足约束的条件下实现目标的最优,而孤岛的修正措施能够弥补动态规划算法不能处理非整数负荷的缺点,进一步优化孤岛,这是本文的一大创新点。(4)选取“系统网损”,“电压质量”和“负荷平衡”作为优化目标,建立了孤岛外网络的多目标优化模型,采用层次分析法逐一分析了环状网络中所有解环方法对目标函数的影响,并根据各方案对总目标的权值选出最优的解环方案。算例表明,最优解环方案并不能使得所有目标,甚至是单一目标最优,而是使得全局最优。但层次分析法存在只能处理解环方案可数这一弊端。
【关键词】：配电网故障 分布式电源 孤岛划分 深度优先动态规划算法 多目标优化 层次分析法
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM732
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题的研究背景和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题9-12
• 1.2.1 配电网的故障重构研究现状及存在的问题10-11
• 1.2.2 孤岛形成问题研究现状及存在的问题11-12
• 1.3 本文章节安排12-14
• 第2章 分布式电源的种类及对配电网的影响14-19
• 2.1 分布式电源的孤岛运行14
• 2.2 常见的分布式电源的种类和特点14-16
• 2.2.1 风力发电14-15
• 2.2.2 太阳能光伏发电15
• 2.2.3 燃料电池发电15-16
• 2.2.4 微型燃气轮机发电16
• 2.3 分布式电源的接入对配电网造成的影响16-18
• 2.3.1 分布式电源对系统电压的影响16-17
• 2.3.2 分布式电源对系统网损的影响17
• 2.3.3 分布式电源对继电保护的影响17-18
• 2.3.4 分布式电源对电网规划的影响18
• 2.4 本章小结18-19
• 第3章 配电网的孤岛划分模型19-25
• 3.1 孤岛划分的基本要求19
• 3.2 孤岛划分的目标函数及约束19-21
• 3.3 配电网的树模型21-22
• 3.4 孤岛划分问题的数学模型22-24
• 3.5 本章小结24-25
• 第4章 基于深度优先动态规划算法的孤岛划分策略25-47
• 4.1 深度优先动态规划算法25-30
• 4.1.1 孤岛划分的树约束背包模型25-26
• 4.1.2 动态规划算法26
• 4.1.3 深度优先动态规划算法26-30
• 4.2 含单DG的孤岛生成策略30-34
• 4.2.1 含单DG的孤岛划分数学模型30-31
• 4.2.2 含单DG的孤岛生成策略31-34
• 4.3 孤岛的修正和校验34-39
• 4.3.1 孤岛的修正原则34-35
• 4.3.2 基于孤岛修正原则的修正策略35-38
• 4.3.3 孤岛的合并38
• 4.3.4 孤岛的稳定性校验38-39
• 4.4 算例分析39-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第5章 基于层次分析法的孤岛外网络多目标优化47-61
• 5.1 孤岛外网络多目标重构问题47
• 5.2 优化目标和约束47-49
• 5.3 层次分析法的基本原理和步骤49-54
• 5.3.1 层次分析法的基本原理49-51
• 5.3.2 层次分析法的步骤51-54
• 5.4 基于层次分析法的配电网多目标优化54-55
• 5.5 算例分析55-60
• 5.6 本章小结60-61
• 第6章 结论与展望61-63
• 6.1 结论61-62
• 6.2 展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-68
• 附录68-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果71

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本文编号：917481