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两阶段弹性提升策略在配电网的应用研究

两阶段弹性提升策略在配电网的应用研究

作     者:王迎辉 

作者单位:华北电力大学(北京) 

学位级别:硕士

导师姓名:赵冬梅

授予年度:2023年

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

主      题:两阶段规划策略 配电网弹性 多目标规划策略 阈值法 

摘      要:随着台风、地震、冰灾等极端事件发生的频率日益增长,大面积停电事故发生的现象已经并不罕见,给社会造成了严重的安全和经济影响。配电网位于电网末端,靠近终端各类负荷,维护其在极端事件发生后的正常运行具有重要的意义。因此,电力系统弹性概念被提出,用以描述电力系统抵御灾害、减小故障损失与在极端事件发生后电网快速恢复的能力。在配电网弹性提升策略上,一般按照时间尺度分为两种措施:规划阶段措施和运行阶段措施。然而线路全部加固措施、储能系统的广泛配置虽然能够极大提升配电网弹性水平,但是其投资成本十分庞大,极端事件的低概率性也导致资源利用率较低,难以大面积推广。因此,有必要开展合理分配各类配电网弹性资源的研究。为此,本文开展了两阶段弹性规划在配电网的应用策略研究。首先,将极端事件下配电网加权失负荷与时间轴的积分引入到配电网规划模型的弹性指标中,其次,根据极端灾害台风对配电网的影响,采用线路故障率阈值法,能够有效分析配电线路的故障状态,并建立起线路故障状态集合和线路的加固模型,得到紧急运行状态场景与正常运行状态场景。然后,提出了考虑配电网弹性提升的多资源两阶段规划策略,第一阶段优化以投资成本最小为目标,考虑各类投资约束,对储能、联络开关以及加固线路多资源在配电网中的配置进行优化。第二阶段在灾后运行情况下,以灾后配电网的综合失负荷成本为目标,考虑各类运行约束,优化储能系统和联络开关的运行状态。最后,提出了考虑弹性提升的两阶段配电网多资源多目标规划策略,对储能、联络开关以及加固线路多资源在配电网中的配置进行优化,实现配电网弹性水平提升的同时,提升配电网正常运行时经济收益与可靠性收益,实现弹性资源的综合效益的提升,本文通过改进的IEEE33节点配电系统算例进行仿真分析,以验证所提方法的有效性。

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