计及需求响应的含分布式电源配电网多目标规划

发布时间：2017-07-20 12:10

  本文关键词：计及需求响应的含分布式电源配电网多目标规划

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【摘要】：随着信息通信技术与智能用电技术的发展,需求响应提升设备运行效率、减缓电力建设投资、提高可再生能源利用效率的效果日益突出。为发挥需求侧资源的作用,在含分布式电源的配电网规划中引入需求响应机制具有重要研究意义。本文计及基于价格和基于激励的需求响应项目,对配电网网架规划和扩展规划两方面进行了探索与研究。主要研究内容如下。①针对已有考虑需求响应的配电网规划仅计及了基于激励的需求响应的不足,提出综合计及基于激励和基于价格需求响应的含分布式电源配电网多目标规划模型。首先,基于需求价格弹性,采用自弹性、交叉弹性及其组合负荷模型,对传统负荷预测结果进行调整。其次,计及基于激励的需求响应项目影响,提出了综合考虑负荷重要程度与可中断负荷的用户停电损失计算方法。然后,基于风电、光伏典型日出力曲线与计及需求响应的负荷预测曲线,计及需求响应与故障时储能初始荷电状态的不确定性,建立了以常规线路成本与需求响应成本、网络损耗费用、停电损失费用协调最优为目标函数,以运行安全及负荷响应程度等为约束条件的配电网网架规划模型。最后,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)多目标算法求解模型、逼近理想解的排序方法(TOPSIS)决策方法确定最优方案。算例表明,计及需求响应的规划方案具有网络损耗小、停电损失费用低的效果,需求响应可提高配电网规划与运行经济性。②为鼓励用电负荷消纳可再生能源,基于短时边际成本定价理论计及可再生能源发电对电价的影响,建立了虚拟实时电价模型。基于虚拟电价需求响应,建立了综合考虑网络改造方案与分布式电源优化配置的配电网扩展规划模型。模型兼顾经济性、可靠性与环境效益,并计及可再生能源负责新增负荷用电的要求。算例分析了需求响应程度、分布式电源渗透率等因素对规划的影响。结果表明,配电网扩展规划时充分利用分布式电源并结合需求响应机制,可有效延缓网络升级、提高可再生能源利用效率;实际规划需结合现有配电网的资产裕度及技术设备投资的经济性,合理确定分布式电源渗透率。
【关键词】：配电网规划 分布式电源 需求响应 扩展规划 多目标规划
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM715
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 课题研究的背景和意义8-9
• 1.2 需求侧响应研究现状9-10
• 1.3 配电网规划国内外研究现状10-16
• 1.3.1 含DG的配电网规划研究现状11-14
• 1.3.2 计及需求响应的配电网规划研究现状14-16
• 1.4 本文的主要研究工作16-17
• 2 计及需求响应的含分布式电源配电网多目标规划基础17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 间歇性电源出力特性及储能运行特性17-19
• 2.2.1 间歇性电源典型日出力曲线17-18
• 2.2.2 储能系统运行特性18-19
• 2.3 计及需求响应的负荷曲线19-23
• 2.3.1 负荷需求响应特点及其分类19-20
• 2.3.2 基于需求价格弹性的负荷模型与负荷曲线20-23
• 2.4 基于典型日状态的含DG配电网多目标规划模型23-24
• 2.4.1 目标函数23-24
• 2.4.2 约束条件24
• 2.5 带精英策略的快速非支配排序遗传算法24-26
• 2.5.1 NSGA-II算法介绍24-26
• 2.5.2 NSGA-II的算法流程26
• 2.6 多属性决策26-28
• 2.7 本章小结28-29
• 3 计及需求响应的含分布式电源配电网网架规划29-47
• 3.1 引言29
• 3.2 需求响应对规划的影响29-30
• 3.3 计及需求响应的含分布式电源配电网网架多场景规划模型30-34
• 3.3.1 目标函数30-32
• 3.3.2 约束条件32-33
• 3.3.3 多场景规划模型33-34
• 3.4 基于NSGA-II和主客观赋权TOPSIS的算法实现34-37
• 3.4.1 基于NSGA-II求解多目标规划模型34-35
• 3.4.2 基于主客观赋权TOPSIS的规划方案决策35
• 3.4.3 算法流程35-37
• 3.5 算例分析37-46
• 3.5.1 算例1系统简介37-39
• 3.5.2 计及需求响应的负荷曲线39-41
• 3.5.3 网架规划结果与分析41-45
• 3.5.4 工程实际算例45-46
• 3.6 本章小结46-47
• 4 基于虚拟电价需求响应的配电网扩展规划47-62
• 4.1 引言47
• 4.2 基于边际成本定价计及可再生能源发电的虚拟电价模型47-49
• 4.3 基于虚拟电价需求响应的配电网扩展规划模型49-51
• 4.3.1 目标函数50-51
• 4.3.2 约束条件51
• 4.4 求解算法51-55
• 4.4.1 染色体编码与不可行解修复52-53
• 4.4.2 基于虚拟电价的需求响应策略53-54
• 4.4.3 配电网扩展规划算法流程54-55
• 4.5 算例分析55-61
• 4.5.1 算例系统简介与分析55-57
• 4.5.2 需求响应对配电网扩展规划的影响57-59
• 4.5.3 需求响应程度对配电网扩展规划的影响59-60
• 4.5.4 DG渗透率对配电网扩展规划的影响60-61
• 4.6 本章小结61-62
• 5 结论与展望62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-71
• 附录71-75
• A. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目71
• B. 作者在攻读硕士学位期间申请的国家发明专利71-72
• C. 算例系统参数72-75

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本文编号：567923