含分布式能源的交直流混合配电系统运行优化研究

随着经济的飞速发展,近年来,中国能源消耗也持续显著增长。分布式能源在现代电力系统中扮演着不可或缺的角色,带来经济效益的同时也对环境问题的改善有促进作用。同时,经济社会对电力系统日益提高的要求已使得传统配电网结构及配电方式无法满足。适应社会发展的配电网应该更环保、安全、可靠、经济,同时能够接入大量分布式能源,以及支撑用户与大电网的互动协调。对当前的电网结构改造优化,建设交直流互联配电网,以适应未来经济社会高标准的用电需求,是时代的热点和趋向。本文重点研究含分布式能源的交直流混合配电网运行优化,引入动态场景分析处理分布式能源出力、传统负荷以及柔性负荷的随机不确定性,采用交替迭代法进行交直流互联配电网潮流计算分析,应用粒子群优化算法对交直流互联配电网进行有功无功协调的运行优化研究。首先,对风力发电及负荷进行功率预测,采用拉丁超立方抽样技术对预测误差进行抽样,采用K-means法进行动态场景的削减,分析电动汽车充放电特性,将预测误差与预测值进行组合,生成风力发电动态场景及含电动汽车的负荷动态场景。考虑时序,生成连续时间序列动态场景。其次,对考虑分布式能源、电动汽车充电站等新元素加入的交直流混合配电系统进行网架构建,对分布式电源、电压源换流器、DC-DC变换器等装置进行潮流建模,使用交替迭代法交直流互联配电系统进行潮流计算分析。采用改进的IEEE33节点配电网模型,添加分布式电源、电压源换流器及6个直流节点,构建交直流配电网络进行潮流分析。考虑风力发电出力的不确定性、含电动汽车的负荷不确定性等因素,对该网络进行动态场景潮流计算,验证了交直流潮流计算方法的科学性和有效性。最后,对含分布式能源的交直流混合配电系统进行有功无功协调的运行优化研究。以整个交直流互联配电系统的运行成本最小作为目标函数建立有功无功协调的无功优化模型,分别考虑交流配电网和直流配电网约束条件并利用二阶锥松弛技术进行有效转化。采用粒子群算法对DG出力、柔性负荷有功功率、电容器无功容量补偿进行优化,由单一时刻延伸到连续时间序列无功优化,最后形成一套适应于连续时间序列的鲁棒优化方案,对含分布式能源的交直流互联配电网优化调度运行作指导决策。