有源配电系统的鲁棒优化规划方法研究

发布时间：2017-10-01 10:18

  本文关键词：有源配电系统的鲁棒优化规划方法研究

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【摘要】：配电系统规划是电力系统规划中的主要任务之一,对保障供电能力和供电质量起到至关重要的作用。然而大规模的分布式发电(distributed generation, DG)接入配电系统,使得传统的配电系统变成了有源配电系统,给配电系统的规划带来广泛的不确定性,大大增加了配电系统规划的难度。因此十分有必要研究合理计及不确定性因素的有源配电系统优化规划。首先,本文分析了有源配电系统规划的国内外发展现状,介绍了常用的几种不确定性因素处理方法,归纳总结了鲁棒优化方法的发展进程及其优点,并对使用成熟商业软件CPLEX求解等效的混合整型线性规划(mixed integer linear programming, MILP)模型和使用传统元启发式算法求解常规模型的效率做了简要对比。其次,建立了DG选址定容和网架规划联合的配电系统规划模型。为了保证添加DG后以及考虑部分不带负荷的传输节点时网架规划的辐射状,引入了生成树限制以实现去环功能,然后利用锥规划模型等效非线性的潮流计算模型,利用多面体近似模型将锥规划模型线性化,从而建立起基于MILP的有源配电系统规划模型,并采用CPLEX对该模型进行求解计算,仿真计算结果验证了所提模型的高效性。此外,还通过MATLAB的GUIDE图形用户界面开发环境对上述的有源配电系统规划进行了软件开发。然后,针对含风速不确定性的配电系统分布式风电规划,引入鲁棒优化方法,提出了一种配电系统鲁棒优化规划模型,利用潮流线性化、强对偶理论等方法将其转变成了一个标准的MILP模型。同时还引入了可调鲁棒优化理论,用不确定度来弥补鲁棒优化结果偏于保守的不足。并通过IEEE 33节点标准测试算例来验证所提模型的有效性。最后,同时考虑负荷和可再生新能源DG出力的不确定性,建立了一个可调鲁棒两阶段极小极大成本网架规划模型,为了求解该模型,分别建立了主、子问题两个单层优化模型,通过主、子两层模型的相互迭代来求解最终的网架规划结果,并通过23节点配电系统算例对所提的模型和算法进行仿真验证。
【关键词】：有源配电系统 混合整型线性规划 鲁棒优化 风电规划 网架规划
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM715
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究发展现状11-16
• 1.2.1 有源配电系统规划11-12
• 1.2.2 不确定性因素处理12-13
• 1.2.3 鲁棒优化方法13-15
• 1.2.4 求解算法15-16
• 1.3 本文的主要研究内容16-17
• 第2章 基于MILP的有源配电系统联合规划17-35
• 2.1 DG和配电系统网架联合规划模型17-19
• 2.2 MILP模型的转化19-23
• 2.2.1 潮流旋转锥规划模型20
• 2.2.2 移除离散和连续变量的乘积项20-22
• 2.2.3 旋转锥转化为锥22
• 2.2.4 锥规划模型线性化22-23
• 2.3 算例分析23-28
• 2.3.1 基础数据23-25
• 2.3.2 仿真结果25-28
• 2.4 软件开发28-34
• 2.4.1 主要功能及特点28-29
• 2.4.2 设计原理29-30
• 2.4.3 界面设计30-32
• 2.4.4 结果输出32-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第3章 基于鲁棒优化的配电系统风电容量规划35-45
• 3.1 风电容量确定性规划模型35-37
• 3.1.1 风电场输出功率模型35-36
• 3.1.2 电场装机容量规划模型36-37
• 3.2 风电鲁棒规划模型37-41
• 3.2.1 潮流线性化37
• 3.2.2 鲁棒风电规划模型37-39
• 3.2.3 可调鲁棒模型39-41
• 3.3 算例分析41-44
• 3.3.1 基础数据41
• 3.3.2 不确定区间范围的影响分析41-43
• 3.3.3 可调鲁棒不确定度的影响分析43-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 基于可调鲁棒优化的有源配电系统网架规划45-55
• 4.1 可调鲁棒网架规划模型45-49
• 4.1.1 鲁棒网架规划模型45-46
• 4.1.2 两阶段极小极大成本模型46-48
• 4.1.3 可调鲁棒两阶段MMC模型48-49
• 4.2 求解算法49-51
• 4.3 算例分析51-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第5章 结论与展望55-57
• 参考文献57-61
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果61-63
• 攻读硕士学位期间参与的科研工作63-64
• 致谢64

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本文编号：952899