考虑光伏发电影响的低压配电网三相不平衡换相控制策略

作     者：崔康 

作者单位：安徽大学 

学位级别：硕士

导师姓名：丁石川;杭俊;鲍海波

授予年度：2023年

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：台区三相不平衡 不平衡潮流计算 相序优化 NSGA-3 光伏发电预测 

摘      要：近年来,低压配电网中的能源结构越来越复杂,负荷种类繁多,电能质量问题也越来越严重。农村配电网中存在大量的单相用户,并且由于新能源的普及,大量单相光伏接入低压配电网中会加重三相不平衡、网损等问题。同时,变压器出口侧的电流不平衡度的计算方法不利于评判含有新能源的配电网三相不平衡度。本文在原有的不平衡负荷换相治理措施上,分析光伏发电对配电网三相不平衡和电压越限的影响,基于光伏发电预测提出光伏选相和换相开关联合治理措施。本文对低压台区配电网三相不平衡问题展开分析研究,主要工作如下: 1、建立台区不平衡潮流模型,对三相不平衡的计算方法进行讨论,选择采用序分量法的不平衡度计算方法。根据用户数据的特点,建立用户负荷功率模型和光伏模型,再对低压配电网进行不平衡潮流计算,并得到节点的不平衡度和线路损耗。针对单相光伏,分析光伏并网给配电网带来的电压偏差和三相不平衡度影响。 2、提出配电台区负荷换相优化策略,以智能换相开关调整负荷相序的角度出发,建立基于潮流计算的最优换相模型,针对台区一天内的运行数据建立用户节点电压平均不平衡度最小、台区线路损耗最小和换相次数最小的目标函数。利用提出的含有正态分布交叉算子的改进NSGA-3(non-dominated sorting genetic algorithm-3,NSGA-3)对用户节点的相序进行优化,以获得较好的种群分布和减少优化时间。以安徽省某配电台区实际用户数据为例,验证本文所提方法可以有效地降低三相电压不平衡度,减小线路损耗。 3、分析单相光伏并网对电能质量的影响,提出光伏接入的配电网不平衡治理策略。构建光伏并网模型,分析单相光伏接入的位置对配电网节点电压和不平衡度的影响。当前配电网换相开关控制策略不涉及光伏接入,本文结合光伏历史数据和天气数据使用TCN-Attention网络预测出换相日的光伏发电量,分析了多种天气场景下光伏对配电网三相不平衡度的影响,提出了一种考虑光伏选址、发电量的光伏-用户的联合换相控制策略。