含分布式風(fēng)電的配電網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化及應(yīng)用研究.pdf

1、分布式風(fēng)電（Distributed Wind Generation，DWG）作為一種清潔、環(huán)保的綠色能源，具有改善生態(tài)環(huán)境，優(yōu)化能源布局，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)健康發(fā)展的優(yōu)勢(shì)，但是DWG功率的隨機(jī)變動(dòng)加重了電網(wǎng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)負(fù)擔(dān)，大量的DWG接入更是對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定產(chǎn)生重大影響，如何實(shí)現(xiàn)可靠性和經(jīng)濟(jì)性相協(xié)調(diào)的DWG接入及運(yùn)行是配電網(wǎng)規(guī)劃中亟待解決的問(wèn)題。在國(guó)家自然科學(xué)基金和江蘇省優(yōu)勢(shì)學(xué)科的支持下，以含DWG的配電網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化為對(duì)象，將配電網(wǎng)的重構(gòu)接入

2、運(yùn)行的規(guī)劃要素與智能算法尋優(yōu)機(jī)制相結(jié)合，構(gòu)造更具實(shí)用價(jià)值的規(guī)劃方法與模型，實(shí)現(xiàn)計(jì)及多要素的安全經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)規(guī)劃。主要研究工作及取得成果如下：
　?。?）為降低DWG接入配電網(wǎng)的無(wú)功功率損耗，提高電壓質(zhì)量和保持網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，構(gòu)造了含DWG的配電網(wǎng)重構(gòu)及電容優(yōu)化配置模型，提出了一種適用于含DWG的配電網(wǎng)重構(gòu)及電容優(yōu)化的二進(jìn)制粒子群與人工蜂群融合優(yōu)化算法（Binary Particle Swarm Optimization-Artificia

3、l Bee Colony，BPSO-ABC），在提高種群多樣性的同時(shí)，引入邏輯指令執(zhí)行多結(jié)構(gòu)運(yùn)算，克服信息傳遞及位置更新不精確的缺陷。通過(guò)多個(gè)基準(zhǔn)函數(shù)和智能算法對(duì)比測(cè)試表明，本研究所提BPSO-ABC算法全局搜索和收斂性能更佳。算例仿真結(jié)果顯示，含DWG的配電網(wǎng)重構(gòu)及電容同步優(yōu)化配置后的系統(tǒng)功率損失、電壓分布狀態(tài)最佳，且優(yōu)于其他智能方法的優(yōu)化結(jié)果。
　?。?）為削減DWG對(duì)配電網(wǎng)電源質(zhì)量、電壓分布和安全性造成的影響，尋求DWG接入

4、配電網(wǎng)的位置容量最優(yōu)規(guī)劃方案，提出了基于BPSO-ABC融合優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型（BPSO-ABC BP），優(yōu)先選擇電壓薄弱點(diǎn)作為配電網(wǎng)接入位置，建立了包含DWG容量和電壓幅值的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，通過(guò)BPSO-ABC算法在數(shù)據(jù)訓(xùn)練時(shí)全局尋優(yōu)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)及結(jié)構(gòu)，將搜索范圍縮小之后，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)尋找符合期望的DWG位置容量最優(yōu)解。相對(duì)于現(xiàn)有常見(jiàn)模型，所提BPSO-ABC BP模型預(yù)測(cè)精度更高，預(yù)測(cè)能力更強(qiáng)，相關(guān)性更好。算例仿真顯示，位置容量?jī)?yōu)化

5、后的配電系統(tǒng)損耗明顯降低，電壓穩(wěn)定性有效改善,節(jié)點(diǎn)的電壓分布值提高至0.90 p. u.以上。
　?。?）為提高DWG接入配電網(wǎng)的供電可靠性，促進(jìn)風(fēng)電高效利用，提出了評(píng)價(jià)可靠性和經(jīng)濟(jì)性的一種新的發(fā)電價(jià)值指數(shù)，構(gòu)建了一種DWG接入與運(yùn)行協(xié)調(diào)規(guī)劃模型，制定峰谷時(shí)變負(fù)荷下經(jīng)濟(jì)運(yùn)行策略。相對(duì)于現(xiàn)有常用規(guī)劃方法，所提模型同時(shí)考慮了運(yùn)行策略、可靠性與接入位置容量的相互關(guān)系，將BPSO-ABC融合算法用于算例求解，在線路損耗，供電量不足期望，發(fā)

6、電收益及成本等表現(xiàn)出優(yōu)于現(xiàn)有規(guī)劃方法的求解效果。
　?。?）針對(duì)多類(lèi)型、多樣化和多節(jié)點(diǎn)的DWG接入引起饋線端電壓上升和負(fù)荷電壓依賴性增強(qiáng)，由此配電網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化方案的確定更加困難，提出了含DWG的配電網(wǎng)規(guī)劃中關(guān)鍵獨(dú)立目標(biāo)的多目標(biāo)函數(shù)模型，采用約束法對(duì)目標(biāo)要素進(jìn)行處理，基于一種均衡引導(dǎo)因子設(shè)計(jì)了改進(jìn)的BPSO-ABC算法，尋求最滿意的非劣解。仿真表明，所提模型更好地解決了個(gè)體目標(biāo)間的矛盾，指導(dǎo)系統(tǒng)規(guī)劃者更合理地決策折中的非支配解。與標(biāo)準(zhǔn)

7、算法的規(guī)劃結(jié)果相比，改進(jìn)算法能更快地搜尋到最優(yōu)解，且最優(yōu)解的值優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)算法的運(yùn)行結(jié)果。
　?。?）針對(duì)目前含DWG的配電系統(tǒng)規(guī)劃成本分析較多使用現(xiàn)值法來(lái)估算，存在反映投資獲利能力或相對(duì)收益準(zhǔn)確度不高的缺陷，提出了一種結(jié)合風(fēng)電功率分析的平準(zhǔn)化電力成本評(píng)價(jià)方法，對(duì)相應(yīng)場(chǎng)址所選定的含DWG的配電網(wǎng)分別采用平準(zhǔn)化和現(xiàn)值法作經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析，結(jié)果表明，平準(zhǔn)化的電力成本較現(xiàn)值法要高，并且增大壽命周期和容量系數(shù)對(duì)風(fēng)電發(fā)電成本產(chǎn)生積極的影響，而其他