智能電網(wǎng)環(huán)境下分布式電源的協(xié)調(diào)控制與優(yōu)化算法研究.pdf

1、為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境問題，電力工業(yè)的重心正在逐漸由集中式的化石能源發(fā)電向分布式新能源發(fā)電轉(zhuǎn)移。高滲透率新能源接入電網(wǎng)已被公認(rèn)為未來(lái)智能電網(wǎng)的重要特征之一。然而，由于太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源發(fā)電出力具有隨機(jī)性與波動(dòng)性，且無(wú)法提供電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行所需的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，故不具備“電網(wǎng)友好型能源”的特征。這極大程度上限制了電網(wǎng)接納新能源的能力，同時(shí)也為電力系統(tǒng)調(diào)度、運(yùn)行與控制帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本文主要以具有大量新能源機(jī)組接入的配電網(wǎng)和微電網(wǎng)為

2、研究對(duì)象，通過對(duì)分布式電源(Distributed Generator，DG)出力進(jìn)行主動(dòng)控制，將其納入整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制的框架內(nèi)，并且提供電網(wǎng)運(yùn)行所需的輔助服務(wù)，從而提高新能源發(fā)電的“電網(wǎng)友好”特性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在獨(dú)立新能源機(jī)組分散式控制方面，提出了基于牛頓二次插值法和擾動(dòng)觀察法的光伏發(fā)電系統(tǒng)(Photovoltaic System，PV)有功功率控制方法，以應(yīng)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部?jī)?chǔ)能容量不足，無(wú)法提供系統(tǒng)所需輔助服務(wù)

3、的場(chǎng)合。當(dāng)給定的光伏參考輸出功率小于其實(shí)時(shí)最大可用功率時(shí)，PV運(yùn)行于恒定功率輸出模式，且輸出功率等于參考輸出功率;否則，PV能夠自適應(yīng)地切換至最大功率輸出模式?；谒岢龅墓β士刂品椒?，PV能夠通過靈活調(diào)節(jié)有功出力，提供系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行必須的頻率支持:當(dāng)系統(tǒng)中的擾動(dòng)較小時(shí)，PV運(yùn)行在頻率下垂控制模式，縮小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的頻率偏差;當(dāng)系統(tǒng)中的擾動(dòng)較大時(shí)，PV運(yùn)行于緊急控制模式，通過快速削減出力，抑制系統(tǒng)頻率的暫態(tài)波動(dòng)。基于微電網(wǎng)的時(shí)域仿真驗(yàn)證

4、了該控制策略的有效性。⑵在多分布式電源協(xié)調(diào)控制方面，主要從集中式控制模式和分布式控制模式兩個(gè)角度，研究了由多DG構(gòu)成的虛擬發(fā)電廠控制方法。其控制目標(biāo)為:新能源整體行為響應(yīng)電網(wǎng)、內(nèi)部分散自趨優(yōu)。⑶在智能電網(wǎng)最優(yōu)控制方面，提出一種分布式的實(shí)時(shí)最優(yōu)潮流控制策略。與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)分層控制效果依賴于負(fù)荷預(yù)測(cè)的精度不同，所提出的控制策略基于分布式通信與測(cè)量，實(shí)時(shí)閉環(huán)調(diào)整電網(wǎng)中各個(gè)可控發(fā)電單元的有功出力，使得電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)頻率偏差收斂至0，且各發(fā)