基于DG的配电网黑启动方案研究
本文关键词：基于DG的配电网黑启动方案研究
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【摘要】：近年来,在世界范围内发生了多起电力系统大面积停电事故。大停电不仅在经济上造成巨大的损失,而且还会进一步影响人们的生产生活。一旦发生全网系统大停电事故,制定切实可行的电网黑启动方案,从而快速稳定地恢复系统供电,具有重要的现实意义。本文在配电网发生大停电的情况下,利用DG对配电网进行黑启动,实现配电网的自我恢复。采用了并行恢复的策略,将配电网划分成若干个子网,每个子网内由各自确定的DG进行黑启动,确定最优恢复路径,实现对负荷的供电,各已恢复的子网通过同期并列点进行并网,形成配电网恢复的主网架。论文的主要工作包括三个方面：1)介绍了分布式电源的定义及分类,论述了太阳能光伏发电、风力发电、微型燃气轮机、燃料电池几种常用的分布式电源的工作原理,并建立了相应的数学模型。从电压、网损、电能质量、可靠性、继电保护、运营规划、故障定位、调度运行等八个方面分析了分布式电源的接入对配电网的影响。对分布式电源与传统大型机组进行了比较,总结DG作为黑启动电源的优势以及相应的评判指标。2)采用等效负荷模型对复杂配电网进行简化建模,对含DG的配电网建立自上而下的分层和根树模型,模拟了辐射状配电网在发生故障时供电恢复的顺序。考虑到接入配电网的DG容量的有限性,提出了一种基于广度优先搜索的子网划分方法,确定了DG的最大供电范围以及子网间的同步点。运用一种基于功率传递的子网间同期并列方法,解决了并行恢复策略所带来的子网间同期并列的问题。3)对配电网划分后的黑启动路径优化问题进行了讨论,根据分区恢复的目标,用从电源点到负荷节点需要投入的线路总数衡量分区的恢复快慢程度,用节点重要度与负荷量的乘积表征恢复负荷情况建立优化模型,采用二进制粒子群算法对优化问题进行求解,并讨论了惯性系数和学习因子对算法收敛性的影响,从而对现有二进制粒子群算法加以改进。以IEEE69节点配电系统为例,验证了所提方法的有效性。
【关键词】：配电网 黑启动 子网划分 路径优化 二进制粒子群算法
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM732
【目录】：
- 致谢5-6
- 摘要6-7
- Abstract7-12
- 第1章 绪论12-21
- 1.1 课题研究背景及意义12-13
- 1.2 黑启动的关键技术及国内外研究现状13-19
- 1.2.1 黑启动的一般过程和相关原则13-14
- 1.2.2 黑启动过程中要解决的问题14-17
- 1.2.3 国内外研究现状17-19
- 1.3 本文的研究内容及组织架构19-21
- 1.3.1 研究内容19-20
- 1.3.2 组织架构20-21
- 第2章 DG的相关特性及其作为黑启动电源的优势21-33
- 2.1 DG的分类及其工作原理21-27
- 2.1.1 太阳能光伏发电21-23
- 2.1.2 风力发电23-24
- 2.1.3 微型燃气轮机24-25
- 2.1.4 燃料电池25-27
- 2.2 DG的接入对配电网的影响27-30
- 2.3 DG作为黑启动电源的优势及评估指标30-31
- 2.3.1 DG作为黑启动电源的优势30-31
- 2.3.2 DG作为黑启动电源的评估指标31
- 2.4 本章小结31-33
- 第3章 含DG配电网的分层分区33-49
- 3.1 配电网的简化建模33-36
- 3.2 含DG配电网的根树模型36-40
- 3.2.1 图的基本知识36-38
- 3.2.2 配电网的分层和根树38-40
- 3.3 子网划分40-42
- 3.3.1 子网划分原则40
- 3.3.2 广度优先搜索算法40
- 3.3.3 子网划分方法40-42
- 3.4 子网间的同期并列42-46
- 3.4.1 非同期并列的危害42-43
- 3.4.2 基于功率传递的电网间同期并列方法43-46
- 3.5 算例分析46-48
- 3.6 本章小结48-49
- 第4章 基于DG的配电网黑启动恢复路径的优化49-63
- 4.1 优化模型49-50
- 4.2 基于二进制粒子群算法的优化求解50-57
- 4.2.1 基本粒子群算法51-52
- 4.2.2 二进制粒子群算法52-53
- 4.2.3 二进制粒子群算法的改进53-54
- 4.2.4 编码方式54-55
- 4.2.5 二进制粒子群算法实现步骤55-57
- 4.3 网络连通性校验与处理57-58
- 4.3.1 网络连通性校验57
- 4.3.2 网络连通性处理57-58
- 4.4 剩余失电网络供电恢复及优化58-59
- 4.4.1 剩余失电网络的供电恢复58
- 4.4.2 供电恢复后的网络优化58-59
- 4.5 算例分析59-62
- 4.6 本章小结62-63
- 第5章 总结与展望63-65
- 5.1 工作总结63-64
- 5.2 工作展望64-65
- 参考文献65-69
- 附录69-72
- 作者简介72
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