配电网中考虑不确定性的分布式电源规划方法研究

配电网按照是否在运行过程中采用主动管理措施可分为两类:一类是不考虑主动管理措施的传统配电网(traditional distribution network,TDN),另一类则是考虑一系列主动管理措施的主动配电网(active distribution network,ADN)。风电、光伏等间歇性分布式电源(distributed generation,DG)接入配电网运行后,将大大增加配电网中的不确定性。不确定性的增加会影响配电网的各项指标,且影响程度与DG接入的位置和容量有着密切的关系。本文深入研究了配电网中考虑不确定性的DG规划方法,取得的主要成果如下:(1)提出了TDN中考虑不确定性因素(风速、光照强度和负荷)间相关性的DG单目标规划方法。基于机会约束规划理论,以年综合费用最小为目标函数,以相关性限制、DG投资限制和电气限制为约束条件,建立了TDN中考虑不确定性因素间相关性的DG单目标规划模型;采用基于概率潮流的随机优化方法对规划模型进行求解;研究了风速、光照强度和负荷间的相关性对规划结果的影响。(2)提出了TDN中考虑不确定性因素(风速、光照强度和负荷)间相关性的DG多目标规划方法。以年综合费用最小和风险最小为目标函数,建立了TDN中考虑相关性的DG多目标机会约束规划模型;采用多目标优化方法结合概率潮流得到规划模型的Pareto最优解集,供决策者选择,确保DG规划方案能够满足负荷增长需求和风险控制要求。(3)提出了TDN中考虑不确定性的DG规划方案的可用供电能力评估方法。定义了TDN可用供电能力的一组概率指标,并将其用于评估TDN中考虑风速、光照强度和负荷的不确定性的DG规划方案;通过概率指标计算可以从技术层面了解当前DG规划方案对未来负荷增长的适应性;该评估方法能够考虑不确定性因素以及不确定性因素间的相关性。(4)提出了ADN中考虑需求侧管理和网络重构的DG单阶段规划方法。以年综合费用最小为目标函数,以主动管理约束、DG投资限制和电气限制为约束条件,采用多场景技术处理不确定性,建立了ADN中DG单阶段规划模型;根据分解协调的思想将其转化为多层规划模型,并提出相应的混合求解策略;该规划方法能在DG规划阶段全面模拟ADN的最优运行;研究了需求侧管理成本和网络重构对规划结果的影响。(5)提出了ADN中考虑需求侧管理和网络重构的DG多阶段规划方法。以规划期内年综合费用最小为目标函数,利用多场景技术建立了ADN中DG多阶段规划模型,确保各阶段规划方案能满足负荷增长的需求;约束条件中除了主动管理约束、DG投资限制约束和电气限制约束外,还包括阶段与阶段之间DG投资建设方案可衔接性的约束。(6)提出了ADN中考虑不确定性的DG规划方案的可用供电能力评估方法。定义了不确定性环境下ADN的可用供电能力;在此基础上,考虑多种主动管理措施,建立了ADN的可用供电能力评估模型;通过评估ADN的可用供电能力,可以从技术层面了解当前DG规划方案对未来负荷增长的适应性;研究了不同主动管理措施的组合对评估结果的影响。通过33节点典型配电网和某实际61节点配电网算例的仿真和分析,验证了本文方法的可行性和有效性。