【摘 要】
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为缓解环境保护和能源短缺压力,风电、光伏等清洁能源得到飞速发展。但与此同时,分布式电源出力的波动性和随机性却加剧了配电网灵活性不足问题,威胁着配电系统安全、稳定运行。灵活性资源以不同形式存在于配电网规划运行各个阶段,在应对配电网灵活性不足方面具有重要作用。因此,充分利用灵活性资源,开展含分布式电源配电网的灵活性提升方法研究具有重要意义。本文围绕考虑灵活性的配电系统网架扩展规划方法和灵活性资源优化调
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为缓解环境保护和能源短缺压力,风电、光伏等清洁能源得到飞速发展。但与此同时,分布式电源出力的波动性和随机性却加剧了配电网灵活性不足问题,威胁着配电系统安全、稳定运行。灵活性资源以不同形式存在于配电网规划运行各个阶段,在应对配电网灵活性不足方面具有重要作用。因此,充分利用灵活性资源,开展含分布式电源配电网的灵活性提升方法研究具有重要意义。本文围绕考虑灵活性的配电系统网架扩展规划方法和灵活性资源优化调度方法两方面展开研究,主要工作如下:(1)在总结目前国内外配电网灵活性研究现状的基础上,详细分析了包括灵活性需求、灵活性资源和灵活性评价指标在内的配电网灵活性内涵及其相互关系,进而提出了适用于网架扩展规划的灵活性评价指标和适用于灵活性资源优化调度的灵活性评价指标,其中前者包括线路负荷裕度指标和潮流均衡度指标,后者包括净负荷峰值裕度指标、净负荷谷值裕度指标和净负荷允许波动裕度指标,并详细阐述了配电网灵活性的特征表现。(2)针对配电系统网架扩展规划问题,分析了网架传输能力对于配电网灵活性的支撑作用,将网架扩展规划和分布式电源选址定容视为一种灵活性提升手段,结合构建的线路负荷裕度和潮流均衡度两个灵活性评估指标,提出了考虑灵活性的含分布式电源配电网双层扩展规划方法。该方法上层针对配电网网架布局和分布式电源位置进行规划,优化目标为各项经济成本及线路负荷裕度,并采用二进制粒子群算法进行求解;下层针对分布式电源容量进行规划,优化目标为网损及潮流均衡度,并采用十进制整数粒子群进行优化求解,上下层具有交互关联性,保证了规划方案具有良好的网架通道传输能力。采用改造后的IEEE 33节点系统算例验证了所提方法的合理性与有效性。(3)针对配电系统运行调度问题,分析了灵活性资源特性,结合灵活性评估指标,提出了综合考虑电动汽车充电与储能及可中断负荷调度的配电网两阶段灵活性提升优化方法。该方法阶段一构建了基于蒙特卡洛树搜索的电动汽车有序充电策略,合理引导电动汽车负荷在谷时段进行充电;阶段二建立了计及储能及可中断负荷的多目标优化调度方法,优化目标为运行费用和灵活性,并采用粒子群优化算法进行优化求解。改造后的IEEE 33节点系统算例验证了所提灵活性指标及电动汽车有序充电模型的有效性,结果表明配电网两阶段灵活性提升优化方法能有效提升配电网灵活性且整体经济性最优。
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