含分布式發(fā)電的配電網優(yōu)化運行研究.pdf

1、近年來，隨著全球對環(huán)境保護和節(jié)能問題的日益關注，以及風力發(fā)電、光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電技術的日益成熟，分布式發(fā)電(Distributed Generation,DG)技術成為國內外研究的熱點。DG具有安裝靈活、供電方便、環(huán)保等特點，通常DG安裝在用戶附近以增強負荷的供電可靠性及電能質量。DG接入配電網后，配電網結構和運行控制方式都將發(fā)生巨大改變。配電網自動化和需求側管理需要考慮與DG間的協(xié)調控制，使其控制和管理將變得更加復雜。目前，國內

2、外研究者在DG對電力系統(tǒng)的影響方面作了較多的研究，但對DG并網后配電網的優(yōu)化運行研究得還較少。因此，研究DG并網后的配電網優(yōu)化運行是大規(guī)模DG接入配電網急需解決的問題，具有重要的理論意義和實際意義。本文對含DG的配電網三相潮流算法、含DG的配電網重構與供電恢復、雙饋電機風電場并網后的配電網無功優(yōu)化以及風電場無功優(yōu)化與配電網重構的間協(xié)調控制等方面進行了深入的研究，主要研究成果如下：
　　 (1)為解決不同類型DG并入配電網后的潮流

3、計算，本文建立了風力發(fā)電、光伏電池等不同類型DG在潮流計算中的數學模型，提出了基于前推回代法的可處理PQ、PV節(jié)點類型DG的配電網三相潮流算法。根據發(fā)電機通常采用電壓正序分量幅值作為電壓調節(jié)參數的原理，將PV節(jié)點DG的電壓正序分量幅值作為修正變量，采用靈敏度補償算法計算PV節(jié)點無功補償量。最后通過IEEE34節(jié)點系統(tǒng)算例驗證了該算法的正確性，并分析了不同類型DG對配電網電壓的影響。
　　 (2)研究了DG并網后配電網在正常運行條

4、件下和故障情況下的重構問題和供電恢復問題。正常運行條件下，提出了一種基于粒子群優(yōu)化算法的配電網重構和DG注入功率綜合優(yōu)化算法。該算法考慮了DG注入功率對重構的影響，在對電網進行重構的同時將DG作為可調度設備對其注入功率進行優(yōu)化，提高了DG并網后配電網的電能質量和供電可靠性。當配電網發(fā)生嚴重故障引起大面積停電時，考慮DG并網后孤島效應產生的影響，提出了一種利用DG孤島效應的配電網供電恢復算法。該算法首先將DG按孤島劃分方案轉入孤島運行模式

5、維持對孤島內重要負荷供電，然后采用基于二進制粒子群優(yōu)化算法的供電恢復算法對孤島外非故障停電區(qū)域進行供電恢復。最后，通過算例驗證了該算法的有效性。
　　 (3)研究了雙饋電機風電場并網后的配電網無功優(yōu)化問題。建立了雙饋感應風電機組的穩(wěn)態(tài)數學模型，分析了雙饋感應風電機組的P-Q容量極限，根據雙饋感應風電機組靈活的無功調節(jié)能力提出在最大效率利用風能前提下，將雙饋電機風電場作為連續(xù)無功源參與配電網無功優(yōu)化。該算法將風電場在不同風速條件下

6、的無功出力極限作為約束條件，考慮了風電場無功調節(jié)極限與風電場并網點電壓和風速間的關系，最后以系統(tǒng)有功功率損耗和電壓偏差最小為目標函數，采用粒子群優(yōu)化算法對含雙饋電機風電場的配電網無功優(yōu)化問題進行了求解。研究結果表明，利用雙饋感應風電機組靈活的無功調節(jié)能力，將雙饋電機風電場作為連續(xù)無功源參與配電網無功電壓調節(jié)能大大節(jié)省風電場并網后額外安裝大容量無功補償裝置產生的配置費用，并能有效解決傳統(tǒng)配電網無功調壓手段因調節(jié)離散化、調節(jié)速度慢、難以實現(xiàn)

7、風電場并網后電壓連續(xù)調節(jié)等問題。
　　 (4)鑒于配電網絡無功優(yōu)化和重構是配電網絡優(yōu)化運行的兩種主要措施，本文提出了一種含小波變異算子混合粒子群優(yōu)化算法的風電場無功優(yōu)化控制與配電網絡重構的綜合優(yōu)化算法。該算法將雙饋電機風電場無功功率和配電網轉換開關狀態(tài)作為控制變量，在優(yōu)化網絡結構的同時尋求風電場最優(yōu)無功出力以達到系統(tǒng)有功功率損耗最低和電壓偏差最小的目的。研究結果表明該算法相對于單獨進行風電場無功優(yōu)化控制或配電網重構能進一步降低系