含分布式能源電網的建模及運行特性分析.pdf

1、日益加劇的能源危機和環(huán)境污染，推動了分布式發(fā)電技術的廣泛應用，加速了電動汽車和儲能等分布式能源的應用進程。大規(guī)模分布式能源的應用有助于提高系統(tǒng)的經濟性和供電可靠性，推動可再生能源在電力生產中的應用；同時也會影響系統(tǒng)的電壓水平、線路容量以及短路容量，嚴重威脅電網的安全運行。如何在確保電力系統(tǒng)的安全運行的前提下，提高電網運行的經濟性和可靠性以及分布式能源的滲透率是含分布式能源電網亟待解決的問題。針對上述問題，本文對含分布式能源電網進行數學建

2、模，在電網安全性分析方面提出了關鍵線路識別模型和風電場準入容量模型，在電網可靠性分析方面提出了主動孤島劃分模型和可靠性評估模型，在電網經濟性分析方面提出了經濟調度模型，主要內容可概括為：
　　基于混合潮流介數建立了含分布式電源電網的關鍵線路識別模型?；旌铣绷鹘閿悼紤]了實際潮流分布特點、線路的極限傳輸容量、發(fā)電機容量和負荷水平的影響，同時考慮了線路間的電氣耦合程度以及單一線路發(fā)生故障時對其他線路故障潮流分布的影響，使物理背景更加符合

3、電力系統(tǒng)實際運行情況，可以有效評估線路在系統(tǒng)網絡結構和功率傳輸中的重要性。采用暫態(tài)能量裕度從系統(tǒng)脆弱性角度分析線路的關鍵性，驗證關鍵線路的辨識結果，同時采用韌性度和綜合供電效率衡量線路受到攻擊對系統(tǒng)網絡結構和功率傳輸的影響程度，評估了含分布式發(fā)電的電網不同故障模式下的脆弱性。在蓄意攻擊模式和全局攻擊模式下，進一步研究了分布式電源對電網脆弱性的影響。
　　基于魯棒線性優(yōu)化方法提出了考慮風機出力和負荷不確定的風電場準入容量計算模型。該

4、模型采用盒式不確定集合表示風速和負荷的不確定性，確保節(jié)點電壓和線路容量在最惡劣的運行情況下都可以滿足約束，保證電力系統(tǒng)安全運行；運用對偶理論將含有不確定量的約束條件轉化為確定化的極大極小問題，將計算模型簡化為易求解的線性模型，實現單點接入風電場準入容量的計算。對于多點接入的風電場，采用雙層優(yōu)化模型實現至少準入容量的分析計算，避免了常規(guī)分析中將單點接入風電場的準入容量累加所帶來的不準確性。
　　基于分層有向樹模型建立了含分布式電源配

5、網的主動孤島劃分模型。該模型根據配電網輻射狀結構及故障后恢復供電的次序，將含分布式電源的配網系統(tǒng)轉化為具有層次性和方向性的樹連通圖，降低孤島搜索的復雜度。結合運行參數和電氣介數，主動孤島算法對樹中的節(jié)點和邊進行賦權，然后搜索負荷節(jié)點和分布式電源節(jié)點間的最短路徑，按照最短路徑大小將負荷依次劃入孤島。孤島劃分過程中交叉進行方案調整和約束校驗，優(yōu)化島內負荷權重、系統(tǒng)網損和供電恢復的便利性，實現最優(yōu)孤島方案的劃分。
　　基于分布式電源，儲

6、能系統(tǒng)和電動汽車組成的聯合發(fā)電系統(tǒng)，建立了含多分布式能源的配網可靠性評估模型。該模型根據行駛習性將電動車劃分為自由汽車和規(guī)律汽車，并分別建立充放電模型；基于燃油車的統(tǒng)計數據以及充電開始時刻和充電時長的概率分布，建立自由電動汽車充電負荷和放電容量的統(tǒng)計模型，并由日常調度安排建立規(guī)律電動汽車的負荷模型。根據配網內的電動汽車充放電曲線，日負荷和分布式電源出力，分析求解孤島內聯合發(fā)電系統(tǒng)的供電時間，并聯合故障持續(xù)時間分析孤島內負荷的停電時長和次

7、數，然后采用序貫蒙特卡羅法實現含多分布式能源配電系統(tǒng)的可靠性評估。
　　建立了日前市場和實時市場統(tǒng)一協調的多分布式能源的虛擬電廠經濟調度模型。該模型不再根據預測負荷確定日前市場的購電量和售電量，而是將日前市場的交易電量作為優(yōu)化量，協調日前市場和實時市場，實現總體購買費用最低和售出收益最高。結合統(tǒng)一市場的電能交易模型和分布式電源、儲能系統(tǒng)以及可控負荷的運行模型和約束條件，通過合理調配虛擬電廠內部分布式電源，可控負荷、儲能和電動汽車間