可控分布式电源、换电站和配电网开关的协调规划方法研究

作     者：罗雨萌 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：颜伟

授予年度：2016年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：可控分布式电源 换电站 开关 混合智能算法 改进遗传算法 

摘      要：分布式电源(Distributed Generation,DG)的使用和电动汽车的推广可以有效缓解不可再生能源枯竭问题,改善环境问题。DG和换电站(Battery Swapping Station,BSS)的大规模接入,给配电网规划带来了新的挑战。如何在满足电动汽车用户的换电需求并保证配电网经济性和可靠性的前提下,实现DG、换电站和配电网开关的协调优化配置,是含DG和换电站的配电网规划中亟待解决的关键问题。现有相关研究主要针对考虑DG接入的配电网可靠性评估与规划问题,没有考虑换电站接入的影响。为此,本文对综合考虑DG和换电站的配电网规划问题进行研究,主要内容和成果如下:将换电站引入含DG的孤岛形成策略中,提出了含DG、换电站的孤岛形成策略和孤岛形成概率的计算方法,以及考虑可控DG、换电站和分段开关的配电网可靠性评估方法。在此基础上进一步考虑配电网联络线的负荷转移作用,提出了考虑可控DG、换电站、分段开关和联络线的配电网可靠性评估方法。建立了可控DG、换电站和配电网开关的源-荷-网协调规划模型。在现有的可控DG与配电网分段开关的协调规划模型中引入换电站,相应增加换电站的运行约束及其投资运行成本和收益目标,修正计及换电站接入影响的配电网年缺供电量可靠性目标,由此建立了可控DG、换电站和配电网分段开关的源-荷-网协调规划模型。在此基础上,考虑联络线对配电网可靠性和换电站可靠性的作用,建立了可控DG、换电站、配电网分段开关和联络线的源-荷-网协调规划模型。模型中增加了配电网联络线的规划对象及其投资成本目标,同时考虑了配电网换电站的可靠性约束。本文所建源-荷-网协调规划模型具有非线性混合整数规划问题特点,为此本文提出了求解所建模型的混合智能算法。将原规划问题分解成以开关位置、可控DG和换电站位置容量为离散决策变量的离散变量子优化问题,以可控DG功率为连续决策变量的连续变量子优化问题,以及以换电站功率为连续决策变量的连续变量子优化问题。离散变量子优化问题采用多目标遗传算法来求解,两个连续变量子优化问题分别采用线性规划和二次规划方法求解。具体求解时,每次迭代都是首先通过遗传算法来确定随机个体的离散决策变量,然后分别通过线性规划和二次规划方法确定随机个体的连续决策变量,最后再进行个体的可靠性评估和适应度计算。最终,通过IEEE三馈线配电网系统验证了本文模型和算法的正确性。