含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)和節(jié)能問(wèn)題的日益關(guān)注，以及風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電技術(shù)的日益成熟，分布式發(fā)電(Distributed Generation,DG)技術(shù)成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。DG具有安裝靈活、供電方便、環(huán)保等特點(diǎn)，通常DG安裝在用戶附近以增強(qiáng)負(fù)荷的供電可靠性及電能質(zhì)量。DG接入配電網(wǎng)后，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行控制方式都將發(fā)生巨大改變。配電網(wǎng)自動(dòng)化和需求側(cè)管理需要考慮與DG間的協(xié)調(diào)控制，使其控制和管理將變得更加復(fù)雜。目前，國(guó)內(nèi)

2、外研究者在DG對(duì)電力系統(tǒng)的影響方面作了較多的研究，但對(duì)DG并網(wǎng)后配電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行研究得還較少。因此，研究DG并網(wǎng)后的配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行是大規(guī)模DG接入配電網(wǎng)急需解決的問(wèn)題，具有重要的理論意義和實(shí)際意義。本文對(duì)含DG的配電網(wǎng)三相潮流算法、含DG的配電網(wǎng)重構(gòu)與供電恢復(fù)、雙饋電機(jī)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)后的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化以及風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功優(yōu)化與配電網(wǎng)重構(gòu)的間協(xié)調(diào)控制等方面進(jìn)行了深入的研究，主要研究成果如下：
　　 (1)為解決不同類型DG并入配電網(wǎng)后的潮流

3、計(jì)算，本文建立了風(fēng)力發(fā)電、光伏電池等不同類型DG在潮流計(jì)算中的數(shù)學(xué)模型，提出了基于前推回代法的可處理PQ、PV節(jié)點(diǎn)類型DG的配電網(wǎng)三相潮流算法。根據(jù)發(fā)電機(jī)通常采用電壓正序分量幅值作為電壓調(diào)節(jié)參數(shù)的原理，將PV節(jié)點(diǎn)DG的電壓正序分量幅值作為修正變量，采用靈敏度補(bǔ)償算法計(jì)算PV節(jié)點(diǎn)無(wú)功補(bǔ)償量。最后通過(guò)IEEE34節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)算例驗(yàn)證了該算法的正確性，并分析了不同類型DG對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響。
　　 (2)研究了DG并網(wǎng)后配電網(wǎng)在正常運(yùn)行條

4、件下和故障情況下的重構(gòu)問(wèn)題和供電恢復(fù)問(wèn)題。正常運(yùn)行條件下，提出了一種基于粒子群優(yōu)化算法的配電網(wǎng)重構(gòu)和DG注入功率綜合優(yōu)化算法。該算法考慮了DG注入功率對(duì)重構(gòu)的影響，在對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行重構(gòu)的同時(shí)將DG作為可調(diào)度設(shè)備對(duì)其注入功率進(jìn)行優(yōu)化，提高了DG并網(wǎng)后配電網(wǎng)的電能質(zhì)量和供電可靠性。當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重故障引起大面積停電時(shí)，考慮DG并網(wǎng)后孤島效應(yīng)產(chǎn)生的影響，提出了一種利用DG孤島效應(yīng)的配電網(wǎng)供電恢復(fù)算法。該算法首先將DG按孤島劃分方案轉(zhuǎn)入孤島運(yùn)行模式

5、維持對(duì)孤島內(nèi)重要負(fù)荷供電，然后采用基于二進(jìn)制粒子群優(yōu)化算法的供電恢復(fù)算法對(duì)孤島外非故障停電區(qū)域進(jìn)行供電恢復(fù)。最后，通過(guò)算例驗(yàn)證了該算法的有效性。
　　 (3)研究了雙饋電機(jī)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)后的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化問(wèn)題。建立了雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，分析了雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的P-Q容量極限，根據(jù)雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組靈活的無(wú)功調(diào)節(jié)能力提出在最大效率利用風(fēng)能前提下，將雙饋電機(jī)風(fēng)電場(chǎng)作為連續(xù)無(wú)功源參與配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化。該算法將風(fēng)電場(chǎng)在不同風(fēng)速條件下

6、的無(wú)功出力極限作為約束條件，考慮了風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功調(diào)節(jié)極限與風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓和風(fēng)速間的關(guān)系，最后以系統(tǒng)有功功率損耗和電壓偏差最小為目標(biāo)函數(shù)，采用粒子群優(yōu)化算法對(duì)含雙饋電機(jī)風(fēng)電場(chǎng)的配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行了求解。研究結(jié)果表明，利用雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組靈活的無(wú)功調(diào)節(jié)能力，將雙饋電機(jī)風(fēng)電場(chǎng)作為連續(xù)無(wú)功源參與配電網(wǎng)無(wú)功電壓調(diào)節(jié)能大大節(jié)省風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)后額外安裝大容量無(wú)功補(bǔ)償裝置產(chǎn)生的配置費(fèi)用，并能有效解決傳統(tǒng)配電網(wǎng)無(wú)功調(diào)壓手段因調(diào)節(jié)離散化、調(diào)節(jié)速度慢、難以實(shí)現(xiàn)

7、風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)后電壓連續(xù)調(diào)節(jié)等問(wèn)題。
　　 (4)鑒于配電網(wǎng)絡(luò)無(wú)功優(yōu)化和重構(gòu)是配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化運(yùn)行的兩種主要措施，本文提出了一種含小波變異算子混合粒子群優(yōu)化算法的風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功優(yōu)化控制與配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的綜合優(yōu)化算法。該算法將雙饋電機(jī)風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功功率和配電網(wǎng)轉(zhuǎn)換開關(guān)狀態(tài)作為控制變量，在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的同時(shí)尋求風(fēng)電場(chǎng)最優(yōu)無(wú)功出力以達(dá)到系統(tǒng)有功功率損耗最低和電壓偏差最小的目的。研究結(jié)果表明該算法相對(duì)于單獨(dú)進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功優(yōu)化控制或配電網(wǎng)重構(gòu)能進(jìn)一步降低系