含DG和EV配電網(wǎng)的潮流分析與優(yōu)化方法研究.pdf

1、以可再生能源為基礎(chǔ)的發(fā)電技術(shù)正在快速發(fā)展，作為分布式電源(distributedgeneration, DG)接入電網(wǎng)。同時(shí)，能夠減少碳排放和噪音污染的電動(dòng)汽車(electric vehicles，EVs)也開始接入電網(wǎng)充電。分布式電源和電動(dòng)汽車的接入使得配電系統(tǒng)潮流不再是單向地從配變流向負(fù)荷，多電源環(huán)網(wǎng)的出現(xiàn)會(huì)帶來多向潮流，因此使得配電系統(tǒng)的潮流分析和優(yōu)化問題變得更為復(fù)雜?；诜植际诫娫春碗妱?dòng)汽車的特點(diǎn)，如何在保證安全和可靠供電的前提

2、下更加合理地利用分布式能源同時(shí)減少電動(dòng)汽車充電對(duì)配電網(wǎng)產(chǎn)生的負(fù)面影響，是一個(gè)亟待解決且十分必要的問題，電力系統(tǒng)潮流優(yōu)化為上述問題提供了有效的解決途徑。
　　首先，本文建立了含有DG和EV的輻射狀配電系統(tǒng)物理模型和數(shù)學(xué)模型。分析DG和EV接入的節(jié)點(diǎn)類型，采用適合于輻射狀配電網(wǎng)的改進(jìn)前推回代算法進(jìn)行求解。根據(jù)提出的潮流計(jì)算方法，計(jì)算不同DG和EV接入情景下的配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓和系統(tǒng)網(wǎng)損，分析DG和EV接入對(duì)配電系統(tǒng)潮流的影響。
　　

3、然后，本文建立了含有DG和EV的配電系統(tǒng)最優(yōu)潮流模型，分別以上一級(jí)電網(wǎng)注入系統(tǒng)有功功率最小和系統(tǒng)有功網(wǎng)損最小為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)最大程度接納分布式能源和配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。通過變量替換和松弛處理，將非線性最優(yōu)潮流模型轉(zhuǎn)化為擴(kuò)展二階錐規(guī)劃模型，即將變量之間復(fù)雜的非線性關(guān)系變換為錐集，使得模型在表面上接近線性規(guī)劃，采用原始對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)法求解，從而簡化了模型，減少了計(jì)算量和計(jì)算復(fù)雜度。通過引入負(fù)荷因子和電源因子得到一天內(nèi)不同時(shí)段的DG優(yōu)化出力，考慮了隨時(shí)間

4、變化的負(fù)荷和分布式電源的出力特性。
　　最后，考慮到分布式電源和電動(dòng)汽車的接入給配電系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行帶來了不確定性因素，本文采用隨機(jī)規(guī)劃理論，利用蒙特卡洛模擬技術(shù)對(duì)風(fēng)速和光照強(qiáng)度采樣生產(chǎn)隨機(jī)場(chǎng)景，以系統(tǒng)發(fā)電成本和運(yùn)行成本之和最小為優(yōu)化目標(biāo)，構(gòu)建基于機(jī)會(huì)約束規(guī)劃的概率最優(yōu)潮流數(shù)學(xué)模型。優(yōu)化模型仍然是控制分布式電源的輸出功率實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的優(yōu)化，但是模型中引入了隨機(jī)變量，即由能源等不確定因素決定的分布式電源最大發(fā)電功率，對(duì)輸出功率進(jìn)行約束，實(shí)現(xiàn)

5、新能源的有效利用，減少棄風(fēng)棄光和備用的投入。由于目標(biāo)函數(shù)存在不可導(dǎo)點(diǎn)需要采用分段函數(shù)處理，且需要進(jìn)行大量仿真，本文將模型轉(zhuǎn)換為機(jī)會(huì)約束二階錐規(guī)劃模型，采用原始對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)法求解。內(nèi)點(diǎn)法具有求解時(shí)間短，收斂性好、優(yōu)化結(jié)果更精確的特點(diǎn)，是一種非常適合該模型的算法。
　　本文以IEEE33節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)為例進(jìn)行仿真計(jì)算，驗(yàn)證提出的含DG和EV配電網(wǎng)的潮流計(jì)算方法、確定性和隨機(jī)性最優(yōu)潮流模型。算例結(jié)果表明本文提出的潮流計(jì)算方法、優(yōu)化模型及求解方