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基于微网互动的主动配电网优化调度方法研究

销售价格: 150元/篇 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis 编辑:若诗 点击次数:194
论文字数:43308 论文编号:el2021011221303421358 日期:2021-02-18 19:57 作者:上海论文网
本文是电力论文,在这种背景下,本文调研了配电网调度、多层优化技术和主动配电网通信技术的发展现状,结合主动配电网的物理框架和交易框架,提出了含多微网的主动配电网多层优化调度方法,并在通信发生错误的情况下提出考虑通信故障的主动配电网优化调度方法,基于IEEE-69节点电力系统分别进行仿真验证,主要创新点如下:(1)针对层间协调,提出了最大化微网间新能源共享能力的“配网-微网”电价形成方法和最大化用户用发电意愿的“微网-用户”电价形成方法。旨在保证主动配电网安全运行的同时优化其经济性。从目前的技术条件来看,每一种通信方式都有一定长处和弱点,尚没有一种通信技术可以很好地满足各种规模配电自动化的需要。因此,多种通信方式的混合使用是国外配电自动化系统的普遍做法。

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第一章绪论

 

本文针对分布式电源、柔性负荷和储能大量接入主动配电网这一背景下产生的优化策略问题展开研究,在现有方法基础上探讨主动配电网优化调度的建模方法,实现了配网与微网、微网与微网之间的协调互供。进一步考虑通信发生错误时主动配电网的优化调度方法,提高了主动配电网运行抗风险能力。本文共分为五章:第一章研究本文背景并介绍相关理论的研究现状;第二章-第四章为本文的重点研究内容,各部分关系如图1.1所示,其中第二章研究了主动配电网的物理架构和调度架构,第三章为主动配电网多层多目标优化方法,第四章研究发生通信故障时主动配电网的优化调度方法,第五章为总结与展望。在配电网通信技术方面,欧美比较偏重光纤和无线通信。在日本,由于无线频段大部分被通信运营商和无线电台所占用,所以日本配电自动化系统中,基本不适用无线通信方式,普遍采用配电线载波通信技术来代替[61]。近年来,韩国的通信技术飞速发展,开发和制造配电自动化系统正好利用这一有利趋势,利用以无线电和光缆为媒体的PCS系统,增强现有通信网络的通量和传输能力。韩国的通信逐渐由租赁公共通信资源向光纤、CDMA和TRS方式集中[66],逐步改为电力通信专网与各种通信方式的综合使用。

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第二章主动配电网架构研究

 

2.1主动配电网物理架构
表2.1中的天气变量包括影响光伏发电出力的所有天气变量,但往往在特定地点对光伏发电影响大的因素有限,只需要考虑这些有较大影响的天气变量。此时就需要考虑光伏发电与天气变量之间的相关性。天气变量与光伏发电出力之间的相关水平可以用相关系数表示。皮尔逊相关系数可以通由表2.2可知,光照强度、温度是影响光伏发电出力的主要因素。因此,可采用表2.3中的天气状态以及与这些天气状态对应的历史光伏出力数据构造光伏发电出力的预测模型。本文将建立基于回归分析的光伏发电出力预测模型。用于描述一个因变量y与另外多个解释变量ix之间关系的函数,我们称之为回归函数。回归函数中还包括一组未知的参数j。如果一个回归函数是线性的,则称之为线性回归模型。含一个以上解释变量的线性回归模型称为多元线性回归模型。
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2.2主动配电网调度架构
主动配电网的安全稳定运行离不开优化调度手段。复杂的网架结构使得主动配电网自身的供电和调峰等能力不足以满足安全稳定运行需求。分布式发电的大量接入也使得运行稳定性受到考验,若大量投入备用机组来预防问题,会造成资源的浪费。因此需要结合各发电单元的出力预测技术和优化调度技术来制定主动配电网的调度计划。调度计划在时间尺度上可以划分为:(1)制定重要机组的检修计划,减少设备故障或停机对配网调度造成的影响,减小电网的供电压力;(2)结合各个出力机组的预测结果,制定分时段的调峰计划,平滑峰谷需求,同时促进新能源的消纳,降低主动配电网的运行成本;(3)分析历史备用需求,结合出力预测,制定合理的备用投入计划,尽可能缩减基础设施投入成本;(4)结合各个部分的调度计划,综合考虑负荷需求,使之达到平衡,在提高负荷用电满意度的情况下尽可能保证主动配电网的运行安全,并节约成本,提高供电可靠性[66-67]。按照不同的时间尺度制定调度计划如图2.5所示。本章对论文中设计的理论基础进行描述,给出主动配电网的物理架构,包括阐述主动配电网和其通信网的结构,分析主动配电网内部分布式电源、负荷和储能的特性。对主动配电网的调度框架进行研究,介绍了不同时间尺度下的调度计划安排,并分析了主动配电网的调度目标,为后文的研究打下基础。

 

第三章主动配电网多层多目标优化方法...........................................................................................................17
3.1主动配电网的多层调度框架..................................................................................................................17
3.2主动配电网经济模型..............................................................................................................................18
3.3电价..........................................................................................................................................................22
第四章考虑通信故障的主动配电网优化调度方法............................................................................................39
4.1多复杂系统的概念..................................................................................................................................39
4.2基于多复杂系统的主动配电网调度框架...............................................................................................39
第五章总结与展望...............................................................................................................................................59
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第四章考虑通信故障的主动配电网优化调度方法

 

4.1多复杂系统的概念
目前多复杂系统(SoS,SystemofSystems)共有四类,其中的三类定义最初由Maier提出[73],而“承认”类别由Dahmann和Baldwin提出[74]:中央分层定向控制SoS:SoS通过长期运行建立和集中管理来实现特定目的。成员系统有独立运作的能力,但服从中央管理意志。分散分层承认控制SoS:SoS确认一个共同的目的和目标,而成员系统保持独立的控制和目标。共同目标的演变是基于SoS和成员系统之间的协作。分散协作控制SoS:组成系统不是被迫服从中央管理,而是自愿参与协作以实现目标。分散虚拟控制SoS:SoS既没有管理控制,也没有共同的目的。这使得行为和实现的目标高度紧急,但也导致实现系统功能的确切方法和结构难以识别和区分。一般来说,“定向”SoS体现了一种有计划的紧急情况,因为成员系统是集中管理的。其他类别的SoS几乎没有集中管理控制。“承认”范畴在SoS级别侧重于建立协同管理同时保持组成的独立管理和技术水平,“协作”有分类集中管理的概念,但非常有限或根本没有权力来执行决策,而“虚拟”是没有任何程度的管理类别。
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4.2基于多复杂系统的主动配电网调度框架
实际上,DISCO和MG都可以是ADN中的独立系统,如图4.2所示。MG可以具有自己的操作和控制规则,并由上级自治单元(即DISCO)协调。当所有系统共同协作以提高整个配电网的安全性和可靠性时,每个独立的系统都打算增加自己的利益。此外,通常认为交换自治系统的发电机、负荷和网络的信息在商业上是敏感的。因此,有希望基于公认的SoS概念设计和实现ADN的操作和控制方案。在公认的用于运行ADN的SoS框架中,DISCO和MG根据各自的目标独立运行,同时通过功率流和数据流进行交互,以最大程度地提高整体收益。SoS中独立系统的集成可以通过物理耦合或通信耦合或两者来完成。物理耦合:DISCO和MG的状态可能取决于其他独立系统,因此DISCO和MG必须相互交互,例如图4.2所示的潮流。例如,为了决定传输到MG的电量,DISCO必须通过分享电力交换价格与MG和其他MG进行交互。从这个意义上讲,ADN是物理耦合的SoS。通信耦合:ADN通常由数据采集与监控系统(SCADA)监视和控制。DISCO和MG之间通过通信网络进行数据交换。因此,ADN也是通过通信耦合的SoS。

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第五章总结与展望总结
当前配电网正向着主动化、智能化、互联化、信息化和绿色化方向发展,网架结构和调度方法都发生了巨大改变,随着分布式电源、柔性负荷和储能的不断接入,传统强制性调度方法已经不能适应主动配电网的调度需求,主动配电网迫切需要新的调度技术来破除禁锢,带来新的机遇。(2)考虑储能的SOC状态,结合微网的供需比,制定储能的动作机制,在储能SOC状态和供需比高时尽可能放电,低时尽可能充电。给出了储能动作的分界线,尽可能按动作区间来制定储能动作计划,能够有效节约微网成本促进主动配电网中的新能源消纳。(3)针对主动配电网调度时发生的通信中断、通信时延和通信丢包三种问题,提出故障发生时的主动配电网优化调度方法。基于多复杂系统的概念建立主动配电网物理框架和通信框架,在此基础上建立考虑电网安全性和经济性的MGi优化模型和DISCO优化模型。旨在降低通信错误对主动配电网调度的影响。
参考文献(略)
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