主动配电网计划孤岛与日前调度方法研究

随着可再生能源发电技术的日益成熟和完善,可再生能源在配电网中的普及率和应用率将不断提高,大规模小型、清洁、节能和环保的分布式电源和微电网并网运行,形成主动配电网。风/光等可再生能源发电的随机性和间歇性、微电网的源/载双向特性以及与配电网互动协调等特性给传统配电网的优化调度提出了新的课题。 本文围绕分布式电源及微电网在不同渗透率下对输配电网网损影响、正常运行时主动配电网对分布式电源和微电网的日前优化调度方法、配电网故障隔离后利用分布式电源和微电网进行恢复供电的计划孤岛划分调度模型等问题进行了深入研究。主要成果如下： (1)提出了基于潮流的计算负荷节点网损率和节点网损的分摊系数法,并采用该方法对某实际高压配电网的负荷节点网损率及网损进行了计算和相关性分析。研究结果表明：通过对高压高压配电负荷节点网损大小主要取决于节点负荷大小,相关系数可达到0.97以上,而与节点的电气距离相关系数只有0.092;中压负荷节点的网损大小主要取决于节点的电气距离,相关系数可达到0.94以上,与负荷大小的相关系数只有0.025。这一重要结论对电力公司降低输配电成本,正确选择可接入分布式电源和微电网的中压配电线路具有重要意义和指导作用。 (2)提出了以电力公司效益最大为目标的主动型配电网日前调度模型,在中压配电网调度模型中计及了输电网和高压配电网网损的影响,同时也考虑了了政府对可再生能源励政策的影响以及分布式电源和微电网接入使得电力公司输配电网网损减小所带来的效益。以IEEE33节点系统构建的主动配电网为例,将其接入实际高压配电网的不同节点进行了算例研究。结果表明,该模型接入区域电网中电气距离大的网损敏感节点,主动配电网优化调度的结果是分布式电源和微电网的出力越高,电力公司获益越大；而接入电气距离近的网损非敏感节点,通过主动配电网的优化调度模型可得到使电力公司效益最高的调度方案以及分布式电源和微电网的最佳渗透率。 (3)提出了基于风险备用电量的微电网向外供电能力评估方法和计算方法,在此基础上建立了含微电网的主动型配电网计划孤岛的多目标优化调度模型,在孤岛范围划分的配电调度模型中增加了微电网出力与置信度关系的等式约束。提出了基于多种搜索策略求非劣解构成的Pareto最优解集的方法,并采用基于目标满意度距离的多目标优化方法得到综合优化决策方案和各单目标最优方案。以IEEE69节点配电系统为算例,验证了模型和方法的合理性和正确性。 (4)将提出的节点网损率计算方法和主动配电网日前调度模型应用于北京某地区实际电网,完成了中压配电网各母线节点综合网损率的计算。选择架空网为主的农村10kV线路入口点作为网损灵敏度节点和电缆网为主的城市10kV线路入口点作为网损非灵敏度节点,基于日前优化调度模型计算分析了电力公司在电缆网和架空网接入分布式电源和微电网所获得的效益。由此通过实际系统对本文提出的算法和模型进行验证。