基于智能软开关的配电网运行优化研究

发布时间：2020-07-14 00:42

【摘要】：随着分布式发电(distributed generation,DG)技术的成熟,配电网中分布式电源的渗透率不断提高,我国电力系统呈现出高比例可再生能源的趋势。但是,DG的间歇性和随机性也对电力系统的电压调节带来一定影响,现有一次设备调控能力欠缺,难以满足新能源与负荷频繁波动时的高精度实时运行优化要求。智能软开关(soft open point,SOP)是一种可在配电网若干关键节点上替代传统联络开关或分段开关的新型柔性一次配电装备。SOP的引入可改变传统配电网闭环设计、开环运行的供电方式,与开关操作相比,其功率控制更加灵活,可实现馈线间常态化软连接,大大提高配电网的灵活性与稳定性。为此,本文围绕基于智能软开关的配电网运行与优化方法展开研究,主要研究内容如下:(1)以背靠背电压源变流器为SOP的实现对象,分析B2B VSC在d-q旋转坐标系下的数学模型,给出其双闭环控制策略及时序运行优化模型。(2)建立了SOP与储能装置联合接入的配电网时序运行优化模型,将“SOP+储能”的组合作为配电网的可控源、荷节点,使其成为一种高度集成的智能配电网综合调控优化装置。同时提出了一种多时间尺度的运行优化控制策略用以解决智能软开关与储能一体化运行控制问题。在长时间尺度下,以降低损耗为优化目标建立时序优化模型,由SOP两侧的变流器控制直流侧电压水平以及馈线间传输的有功功率,储能装置负责补充功率缺额或吸收多余的功率来维持SOP直流侧的功率平衡;在短时间尺度下,针对电压越限风险情况,以馈线平均电压偏差为观测量,依据超短期预测数据对全局优化的偏差进行滚动修正。(3)提出了一种考虑智能软开关和传统无功补偿装置并存的多手段互补的电压控制方法,构建了兼顾配电网运行经济性与系统电压水平的双层运行优化模型;然后针对该模型提出了一种基于遗传算法和内点法的混合求解策略,并采用预动作表法确定离散设备的动作时刻,同时根据智能软开关的功率储备对预动作时刻表作出动态调整;最后,在改进的IEEE33节点系统中,对所提出的运行优化模型进行验证和分析。仿真结果表明,智能软开关与无功补偿装置的组合能够有效应对源—荷不确定变化引起的电压波动,显著提高电网的稳定运行水平与能量传输能力。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM732;TP18

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本文编号：2754217