配电网拓扑校验及中低压配电网电压控制策略研究

作     者：王俊逸 

作者单位：山东科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吉兴全

授予年度：2020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：中低压配电网 拓扑校验 K-means聚类 灵敏度分析 模糊优化 就地-集中控制 无功-电压控制 

摘      要：随着智能量测设备的不断发展,电力公司可以获取配电网终端用户的实时信息。低压配电网也可以通过智能电表获取用户数据。与此同时,城市配电网电缆比率提高,逐步形成了电缆与架空线共存的网络架构,形成中低压一体化配电网。此外,为了提高清洁能源的利用率,电力系统允许并鼓励大量光伏系统(Photovoltaic,PV)接入配电网,其运行也由被动向主动转变。然而,配电网中的功率分布和电压质量关乎配电网能否安全、稳定运行。传统的无功电压控制设备与可控PV、负荷、储能等协调配合,实现最优潮流分布。更加主动的应对PV并网带来的电压问题,减小PV随机性与波动性的影响,降低配电网的网损。本文在此背景下研究低压配电网拓扑校验以及中低压一体化电压控制策略。针对低压配电网地理信息系统中存在的拓扑连接错误问题,本文提出了一种基于电压量测数据和K-means聚类的低压配电网拓扑校验算法。针对PV并网带来的电压问题,利用灵敏度的方法研究了分布式电源注入功率对节点电压和网损的影响。推导电压灵敏度以及网损灵敏度公式。提出基于灵敏度分析的中低压一体化电压控制策略。针对光伏出力的不确定性与波动性问题,提出了一种多时间尺度的就地—集中控制策略。集中控制以模糊理论处理功率的不确定性,以自适应权重自动调节目标函数的权重。就地控制根据光伏和负荷的功率调整光伏下垂控制斜率,并利用电压灵敏度确定下垂控制参数实现低压配电网网损优化,解决短时间内功率波动引起的低压配电网电压越限。通过仿真验证,结合改进K-means聚类的拓扑校验算法能准确获取聚类数K,将待校验台区用户聚类,进而识别出拓扑连接错误的用户。基于灵敏度的中低压一体化电压控制策略能以灵敏度将传统的多目标优化转化两阶段的单目标优化,实现电压控制与网损优化。集中-就地控制策略能有效应对功率的不确定性,实现中低压配电网协调优化。