考慮微電網(wǎng)接入的智能配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行與控制方法研究.pdf

1、配電環(huán)節(jié)作為電力系統(tǒng)到用戶的最后一環(huán)，與用戶的關(guān)系最為緊密，對系統(tǒng)整體性能效率和用戶供電質(zhì)量的影響也最為直接，其運(yùn)行控制的水平與供用電的質(zhì)量和可靠性密切相關(guān)。隨著分布式能源的使用比例將逐步增加，電動(dòng)汽車、儲能裝置等多元化負(fù)荷發(fā)展，傳統(tǒng)配電網(wǎng)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，建設(shè)智能化配電網(wǎng)成為必然。國家能源局制定的《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動(dòng)計(jì)劃（2015～2020年）》中明確提出“以滿足用電需求、提高可靠性、促進(jìn)智能化為目標(biāo)，堅(jiān)持統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)籌城

2、鄉(xiāng)、協(xié)同推進(jìn)，著力解決城鄉(xiāng)配電網(wǎng)發(fā)展薄弱問題，全面加快現(xiàn)代配電網(wǎng)建設(shè)，支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展和服務(wù)社會民生?！?br>　　如何在配電網(wǎng)大規(guī)模接入分布式電源的情況下保障配網(wǎng)安全，如何利用微電網(wǎng)技術(shù)提高系統(tǒng)關(guān)鍵負(fù)荷的供電可靠性，是目前電力領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文是在國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）的資助下完成的，從暫態(tài)的智能配電網(wǎng)實(shí)時(shí)仿真分析、實(shí)時(shí)的智能配電網(wǎng)自愈控制與微電網(wǎng)控制、長時(shí)間尺度的智能配電網(wǎng)運(yùn)行方式優(yōu)化開展研究，并將配電網(wǎng)運(yùn)行引入規(guī)劃層面

3、，研究考慮配電網(wǎng)運(yùn)行需求的微電網(wǎng)定容選址，具體工作和創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在:
　　(1)研究了含分布式光伏電源、固體氧化物燃料電池的智能配電網(wǎng)的暫態(tài)實(shí)時(shí)仿真建模方法，完成了基于實(shí)時(shí)仿真器RTDS的智能配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)仿真，在此基礎(chǔ)上分析了分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)環(huán)境條件變化、系統(tǒng)外部故障及功率指令變化等各種擾動(dòng)時(shí)系統(tǒng)的暫態(tài)特性，為智能配電網(wǎng)自愈控制方法研究提供指導(dǎo)。
　　(2)建立了智能配電網(wǎng)自愈控制系統(tǒng)架構(gòu)，提出了含分布式電源和儲能裝置

4、的智能配電網(wǎng)自愈控制策略，重點(diǎn)包括了故障發(fā)生前的風(fēng)險(xiǎn)評估和預(yù)防控制、故障發(fā)生時(shí)的緊急控制以及故障后計(jì)劃孤島，降低故障發(fā)生的可能性，實(shí)現(xiàn)故障快速處理，保障關(guān)鍵用戶供電可靠性。仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提控制策略的正確性和有效性。
　　(3)分析了在智能配電網(wǎng)自愈控制情況下的微電網(wǎng)控制目標(biāo)，提出了一種改進(jìn)型前饋f-P/V-Q下垂雙環(huán)控制策略。該策略能實(shí)現(xiàn)并離網(wǎng)的無縫切換，在孤島運(yùn)行時(shí)，能快速響應(yīng)微源或者負(fù)荷的變化，穩(wěn)定微電網(wǎng)的電壓幅值和頻

5、率;在并網(wǎng)時(shí)，能快速跟隨配網(wǎng)實(shí)時(shí)電壓信號，避免沖擊電流的產(chǎn)生。該方法通過微電網(wǎng)保障敏感關(guān)鍵負(fù)荷的不間斷供電，提高敏感關(guān)鍵負(fù)荷的供電可靠性和供電質(zhì)量，滿足了自愈控制的需求，仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提控制策略的正確性和有效性。
　　(4)提出了一種基于隨機(jī)潮流的智能配電網(wǎng)運(yùn)行方式優(yōu)化方法。在隨機(jī)潮流計(jì)算過程中考慮了風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏發(fā)電裝置和負(fù)荷的不確定性，有效反映了配電網(wǎng)在各種狀態(tài)的運(yùn)行特性;針對配電網(wǎng)特有的閉環(huán)結(jié)構(gòu)、開環(huán)運(yùn)行模式，考慮基本

6、環(huán)路矩陣，采用Neighborhood search方法進(jìn)行求解，確保每一個(gè)解均是可行解，基于基本環(huán)路的遍歷策略能有效避免陷入局部最優(yōu)，減少了計(jì)算時(shí)間。仿真結(jié)果表明，該方法在配電網(wǎng)不同運(yùn)行狀態(tài)下有效降低配電網(wǎng)電壓偏差，提升配電網(wǎng)的供電質(zhì)量，計(jì)算速度快，體現(xiàn)了對分布式電源和負(fù)荷波動(dòng)的適應(yīng)性。
　　(5)將配電網(wǎng)運(yùn)行延伸至規(guī)劃層面，提出了一種考慮配電網(wǎng)運(yùn)行需求的微電網(wǎng)定容選址算法。以經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)穩(wěn)定性為目標(biāo)，考慮微電網(wǎng)不同控制策略，引