含电动汽车的交直流配电网最优潮流研究

随着电力电子技术的发展,基于电压源换流器的高压直流输电技术(VSC-HVDC)在配电领域展现了明显的优势。直流配网具有线路成本低、输电损耗小、供电可靠性高和环保优势等优点;便于分布式电源和直流性负荷的接入,可减少系统成本、降低损耗、提高灵活性和效率,能够解决传统交流配网的电能质量等问题。同时化石能源的日益枯竭使可再生能源、电动汽车(Electric Vehicles,EVs)等新能源技术正受到积极寻找可替代资源的世界各国的大力推广和应用。电动汽车作为移动式储能单元可与电网实现能量交互(Vehicle to Grid,V2G),但随机充放电特性使电动汽车的大规模接入对配电网运行带来严峻的挑战。为解决这个问题,并考虑到直接建设直流配网投资大、可行性低,本文提出了一种基于多端直流输电技术(VSC-MTDC)的交直流混合配电网模型,并对含电动汽车的交直流配电网的潮流及其优化问题进行研究,为未来交直流配电网的建设、运行和新能源的接入提供理论支撑和可行性方案。本文的主要工作如下:1.通过研究电动汽车充放电负荷的影响因素,建立了基于蒙特卡洛模拟方法的电动汽车充放电集群模型。在MATLAB平台下,对未来电动汽车充放电负荷进行预测;通过充放电负荷的计算,验证了电动汽车作为移动式储能单元的削峰填谷作用。2.建立了一种交直流混合配电网系统结构,在考虑换流损耗的基础上,推导出VSC-MTDC潮流计算数学模型,并通过接口方程的求解,提出了针对含VSC-MTDC的交直流配电网的前推式交替迭代算法。基于经过修改的IEEE标准算例进行潮流计算分析,验证了模型和算法的有效性;并进一步研究了电动汽车接入位置和容量对交直流配电网的影响。3.考虑电动汽车的接入能量调度策略,建立了计及环境效益的系统运行费用最小化和系统网损最小化的多目标函数,基于改进后的多目标粒子群算法对目标函数进行求解和分析,验证了电动汽车接入交直流配电网对电网经济性和安全运行的积极作用。