微电网的经济调度与含微电网的配电网可靠性研究

发布时间：2017-09-02 20:06

  本文关键词：微电网的经济调度与含微电网的配电网可靠性研究

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【摘要】：智能电网是现代电网的发展趋势,越来越多的分布式电源接入配电网,分布式发电技术持续快速发展。其中,集合多种分布式电源和负荷的微电网是智能电网不可或缺的部分。它们的接入使传统的单电源辐射状配电网变成了一个遍布电源和负荷的新型配电网,这对系统的规划、运行和控制产生了重要的影响,如电网调度、电能质量和系统可靠性等。微电网是电网的有效补充和分布式电源的高效利用方式,微电网的经济性是其在电力系统中进一步发展的关键,有必要对微电网经济调度问题进行研究。本文针对分布式电源的特性,考虑微电网中分布式电源发电的燃料、维护、气体排放及购电成本,以运行成本最小为目标建立微电网经济调度数学模型,提出一种模拟植物生长算法应用于分布式电源调配经济性研究。为解决生长点集数量大量增加引起的全局搜索速度过慢的问题,采用最优保留和最差杂交后保留的策略改进模拟植物生长算法,加快计算速度,同时有效抑制早熟,避免陷入局部最优。算例仿真结果验证了该模型和算法的有效性。微电网的接入增加了配电网可靠性分析的复杂性,研究微电网对配电网的可靠性影响是一个亟需解决的问题。风力、光伏发电输出功率具有随机性,储能可以平抑出力的波动性。本文综合考虑分布式电源的特性和储能与系统的协调运行,建立含风光储的微电网模型,同时提出以基于区域模型的故障模式影响分析法和序贯蒙特卡洛模拟法为基础的混合法对系统进行可靠性评估。该方法首先基于馈线分区思想对配电网进行区域等效,以区域为单元形成相应的故障模式影响分析表,快速地定位故障引起的停电负荷,从而提高了计算仿真速度。其次,结合序贯蒙特卡洛模拟法从微电网外部和内部两方面进行可靠性分析,给出可靠性评估流程。仿真结果表明,风光储协调运行具有可行性,协调运行策略对配电网可靠性有较大的影响,微电网容量的增加可以提升系统的可靠性水平,但提高至一定值时趋于饱和。此外,由于传统单一的指标不能完整地体现微电网的作用,本文提出微电网综合评价指标,并对新指标进行分析,评估结果可为微电网规划与设计提供一定的参考价值。
【关键词】：微电网 配电网 经济调度 模拟植物生长 故障模式影响分析 蒙特卡洛 可靠性评估
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM732
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究的背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 微电网经济调度研究现状11-13
• 1.2.2 含微电网的配电网可靠性评估研究现状13-15
• 1.3 课题来源15
• 1.4 论文的主要工作和章节安排15-17
• 第2章 微电网基本概念及其对配电网的影响17-26
• 2.1 微电网基本概念17-21
• 2.1.1 微电网的定义17
• 2.1.2 微电网的结构17-18
• 2.1.3 微电网中分布式电源的种类18-19
• 2.1.4 微电网的运行和控制19-21
• 2.2 微电网对配电网的影响21-25
• 2.2.1 微电网对电网规划的影响21-22
• 2.2.2 微电网对电网调度的影响22-23
• 2.2.3 微电网对系统可靠性的影响23
• 2.2.4 微电网对电能质量的影响23-24
• 2.2.5 微电网对系统保护的影响24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 基于改进模拟植物生长算法的微电网经济调度26-36
• 3.1 分布式电源的数学模型26-28
• 3.2 微电网经济调度数学模型28-29
• 3.2.1 目标函数28
• 3.2.2 约束条件28-29
• 3.3 改进模拟植物生长算法29-31
• 3.3.1 算法简介29-30
• 3.3.2 算法的改进30-31
• 3.4 算例分析31-34
• 3.4.1 基础数据31-32
• 3.4.2 优化分析32-34
• 3.4.3 对比结果34
• 3.5 本章小结34-36
• 第4章 含微电网的配电网可靠性评估36-54
• 4.1 可靠性指标36-37
• 4.1.1 负荷点可靠性指标36-37
• 4.1.2 系统可靠性指标37
• 4.2 微电网模型37-40
• 4.2.1 风机模型37-38
• 4.2.2 光伏模型38
• 4.2.3 负荷模型38-39
• 4.2.4 储能模型39-40
• 4.3 元件停运模型40-41
• 4.4 微电网孤岛运行41-42
• 4.5 基于区域的故障模式影响分析法42-45
• 4.5.1 馈线分区42
• 4.5.2 配电网的区域网络模型42-43
• 4.5.3 故障模式影响分析43-45
• 4.6 可靠性评估45-47
• 4.6.1 蒙特卡洛模拟法45-46
• 4.6.2 可靠性评估流程46-47
• 4.7 算例分析47-50
• 4.8 微电网综合评价指标50-53
• 4.8.1 新型指标50-51
• 4.8.2 层次分析法51-52
• 4.8.3 微电网综合评价分析52-53
• 4.9 本章小结53-54
• 结论与展望54-56
• 参考文献56-61
• 致谢61-62
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录62-63
• 附录B 攻读学位期间所参加的科研项目目录63

【参考文献】

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本文编号：780598