含分布式发电和电动汽车的配电网重构研究
发布时间：2020-06-30 23:21
【摘要】：配电网是电力系统中电能从发出到用户使用的最终一个环节,对供电可靠性和供电质量的影响最为直接。配电网重构作为一种优化网络潮流的重要措施,可在不增加额外建设成本的情况下,通过灵活地调整网络拓扑结构来实现系统安全、稳定、经济地运行。近年来,随着社会经济的进步和能源需求的增长,分布式发电(Distributed Generation,DG)技术和电动汽车(Electric Vehice,EV)蓬勃发展,为配电网既带来了机遇又提出了挑战,传统的配电网重构策略越来越难以满足主动配电网的运行要求。因此,研究含有DG和EV的配电网重构问题具有重要意义。本文围绕“考虑DG和EV接入配电网的重构策略”这一主题,展开了以下工作:第一,针对配电网支路众多、呈辐射状运行的特点,提出基于最小环路的编码策略和基于连通矩阵的拓扑约束判断流程。最小环路编码可以减少不合理个体的出现,使优化过程中新生成拓扑结构的可用率大大增加。利用连通矩阵来判断拓扑约束,能简化判断流程,提高计算效率。第二,提出了半不变量的随机潮流算法及其相关改进模型,用以作为评估DG和EV随机性的重要工具。本文先运用基于半不变量的Gram-Charlier级数展开式计算系统状态变量的概率分布,避免了随机变量直接累加带来的大量卷积计算。然后当配电网接入大量DG时,Gram-Charlier级数会产生较大误差,因此提出了离散-正态叠加的改进算法,在处理高渗透率DG的配电网随机潮流时不易失真。最后将相关性引入到随机潮流计算中,得到相关性处理的一般解法,归纳其对系统产生的影响。第三,建立了配电网单目标和多目标的静态重构模型并分别进行优化求解。本文首先利用改进的引力搜索算法,分别以最小网损和最小系统电压不安全率为目标对配电网进行单目标重构,综合优化网络拓扑与DG容量配置,探究结果对两者的不同影响。然后将非支配排序、拥挤距离计算和精英保留策略等方法应用到引力搜索算法中,对配电网最小网损、最小系统电压不安全率和最小DG投入进行多目标优化重构,进而得到Pareto最优解集,为配电网优化运行提供决策支持。第四,提出了基于信息熵减最小的时段划分的配电网动态重构策略,用来解决DG和EV基于概率统计的信息损失的弊端。在动态重构中,配电网日负荷数据分段会在显著减少重构工作量的同时带来信息的丢失,而熵减最小的分段方法能在两者寻求平衡,获得最优的分段方案。算例结果表明,动态重构相对于静态重构能更有效的减小系统的日负荷损失,同时,基于信息熵减最小分段的重构策略在简化计算、降低系统运行损耗、提高电压水平方面也体现出了较大的优势。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM73
【图文】：
联络开关的存在使配电网结构图出现环网，一个联络开关代表了一个环路。逡逑距离总和最小的环路，即经过节点数最少的环叫做最小环路。任意两个不同的逡逑小环路在拓扑上不可能完全隶属，因此通过断开最小环路中的开关来实现解环逡逑可行的，并可有效减少个体编码的长度。编码具体操作为首先确定系统中的联逡逑开关数，并分别对联络开关所在最小环路的开关顺序编号。个体编码的长度等逡逑最小环路数，编码数字代表该位对应最小环路中的开关断开，每个位上的值取逡逑范围是１到对应环路开关数。以丨ＥＥＥ邋３３节点为例，该拓扑对应的５个最小环逡逑表示为：逡逑表２－１邋ＩＥＥＥ邋３３节点结构图最小环路支路走向及开关编号逡逑络开关编号逦环路走向逦开关编号逡逑？逦９－１０－１１－１２－１３－１４－１５－９②逦２－３－４－５－６－７－８－２１－２０－１９－２③逦３－４－５－６－２６－２７－２８－２９－２５－２４－２３－３
节点电压幅值标幺值逦节点电压幅值标￡值逡逑图３－４单光伏阵列接入下的２０节点概率曲线邋图３－５邋６光伏阵列接入下的２０节点概率曲线逡逑３．７改进随机潮流算法逡逑３．７．１通过离散变置求取概率分布逡逑在３．３．２中介绍了根据连续随机变量的前２ｒ－ｌ阶矩来求取该变量离散化的阶逡逑梯分布方法。由于半不变量具有可加性，因此可以将半不变量有计划的拆分，变逡逑为两个或多个不同性质的标准分布的和，但这种求和只适用于卷积。逡逑假设存在待求变量兄其分布可以表示为正态分布也和离散分布心的和逡逑即兄，？心。兄，？兄／的计算并不是简单求和，而是卷积计算，由卷积定义式求逡逑得：逡逑／？（＾）邋＝邋Ｌ邋Ａ邋（ｘ邋－邋ＸＪ邋Ｖｒ？邋（Ｘｊ邋）ｄｘｄ邋＝邋＾邋ｐ，ｆＲｃ邋｛ｘ－ｘ，）逦（３－５０）逡逑其中／＆为正态分布的概率密度函数，ｘ，和／？，为离散分布中的离散点及对应概率。逡逑将上式标准正态化处理，其分布的概率函数表示为：逡逑（３－５．）逡逑／＝］逡逑＝逦（３－５２）逡逑／＝１逡逑其中知和Ｏ分别为标准正态分布的ＰＤＦ和ＣＤＦ。逡逑以３．６中的算例进行研[偅藉忱肷⒏慕ㄇ蟾怕史植际钡挠旁叫浴Ｈ匀槐ｅ义铣址缁尤肴萘坎槐
本文编号：2735964
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM73
【图文】：
联络开关的存在使配电网结构图出现环网，一个联络开关代表了一个环路。逡逑距离总和最小的环路，即经过节点数最少的环叫做最小环路。任意两个不同的逡逑小环路在拓扑上不可能完全隶属，因此通过断开最小环路中的开关来实现解环逡逑可行的，并可有效减少个体编码的长度。编码具体操作为首先确定系统中的联逡逑开关数，并分别对联络开关所在最小环路的开关顺序编号。个体编码的长度等逡逑最小环路数，编码数字代表该位对应最小环路中的开关断开，每个位上的值取逡逑范围是１到对应环路开关数。以丨ＥＥＥ邋３３节点为例，该拓扑对应的５个最小环逡逑表示为：逡逑表２－１邋ＩＥＥＥ邋３３节点结构图最小环路支路走向及开关编号逡逑络开关编号逦环路走向逦开关编号逡逑？逦９－１０－１１－１２－１３－１４－１５－９②逦２－３－４－５－６－７－８－２１－２０－１９－２③逦３－４－５－６－２６－２７－２８－２９－２５－２４－２３－３
节点电压幅值标幺值逦节点电压幅值标￡值逡逑图３－４单光伏阵列接入下的２０节点概率曲线邋图３－５邋６光伏阵列接入下的２０节点概率曲线逡逑３．７改进随机潮流算法逡逑３．７．１通过离散变置求取概率分布逡逑在３．３．２中介绍了根据连续随机变量的前２ｒ－ｌ阶矩来求取该变量离散化的阶逡逑梯分布方法。由于半不变量具有可加性，因此可以将半不变量有计划的拆分，变逡逑为两个或多个不同性质的标准分布的和，但这种求和只适用于卷积。逡逑假设存在待求变量兄其分布可以表示为正态分布也和离散分布心的和逡逑即兄，？心。兄，？兄／的计算并不是简单求和，而是卷积计算，由卷积定义式求逡逑得：逡逑／？（＾）邋＝邋Ｌ邋Ａ邋（ｘ邋－邋ＸＪ邋Ｖｒ？邋（Ｘｊ邋）ｄｘｄ邋＝邋＾邋ｐ，ｆＲｃ邋｛ｘ－ｘ，）逦（３－５０）逡逑其中／＆为正态分布的概率密度函数，ｘ，和／？，为离散分布中的离散点及对应概率。逡逑将上式标准正态化处理，其分布的概率函数表示为：逡逑（３－５．）逡逑／＝］逡逑＝逦（３－５２）逡逑／＝１逡逑其中知和Ｏ分别为标准正态分布的ＰＤＦ和ＣＤＦ。逡逑以３．６中的算例进行研[偅藉忱肷⒏慕ㄇ蟾怕史植际钡挠旁叫浴Ｈ匀槐ｅ义铣址缁尤肴萘坎槐
本文编号：2735964
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