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分布式可再生能源发电的配电网多目标无功优化研究

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分布式可再生能源发电的配电网多目标无功优化研究

作者：杜敏智广东工业大学

学位级别：硕士

现代电力系统的发展趋向于大数据、跨区域、多元化和智能化,分布式可再生能源发电(Distributed Renewable Energy Generation,DREG)大规模地并入电网,使配电网的无功优化技术变得更加地复杂,给电力系统的安全稳定运行和经济高效的运营... 详细信息

现代电力系统的发展趋向于大数据、跨区域、多元化和智能化,分布式可再生能源发电(Distributed Renewable Energy Generation,DREG)大规模地并入电网,使配电网的无功优化技术变得更加地复杂,给电力系统的安全稳定运行和经济高效的运营模式带来的影响越来越严重。目前,分布式可再生能源发电(DREG)的配电网无功优化系统的研发、相关控制设备的制造以及标准的确立都已经取得优异的成果,为复杂多变的分布式可再生能源接入电网的无功优化问题提供了大量的技术支持。然而,随着DREG的渗透率不断地提高,配电网的运行管理面临了严峻的考验:合理配置DREG的容量和位置、优化配电网的能源架构、改善环境污染、减少成本以及事故的发生、提高自动化以及智能化的管理模式。所以,研究含DREG的配电网无功优化技术的意义,重在当下,利在千秋。本文基于群体智能算法和Pareto最优,提出来了多目标混合宇宙大爆炸优化算法,深入研究含DREG的配电网多目标无功优化问题,主要内容有以下几个方面:首先,多目标优化问题是一个多约束、多极值、非线性的复杂问题,本文利用混沌搜索技术和粒子群算法,提出基于Pareto最优的多目标混合宇宙大爆炸算法(Multi-Objective Hybrid Big Bang-Big Crunch,MOHBB-BC)。多目标混合宇宙大爆炸算法(MOHBB-BC)引入混沌搜索技术提高种群的多样性,增强种群的开拓能力,在产生碎片解时利用粒子群算法的个体更新思想引导碎片解跳出局部最优,提高碎片解的全局及局部搜索能力和收敛速度;利用改进型NSGA-II循环拥挤距离排序方法和自适应网格算法使MOHBB-BC算法更好地逼近真实的Pareto前沿,提高Pareto解的多样性和均匀性。其次,利用MATLAB软件,把MOHBB-BC算法与典型的NSGA-II、MOPSO、RM-MEDA算法通过对典型测试函数ZDT1DT4进行仿真实验,仿真结果显示MOHBB-BC算法具有更好的多样性和分布均匀性,验证了MOHBB-BC算法的综合性能突出,能够更有效地解决复杂的多目标优化问题。然后,综合配置了DREG和无功补偿电容器的容量及位置,考虑有功损耗、静态电压稳定裕度和电压偏差三个因素,建立含DREG的配电网多目标无功优化数学模型;同时,为了更好地利用不良碎片解的有效信息,避免发生碎片解越界或者使潮流计算不收敛的现象,构建了自适应惩罚函数策略,合理有效地把握惩罚力度,综合利用不良碎片解的潜在价值,提高了MOHBB-BC算法的搜索能力。最后,以IEEE14和IEEE30作为算例,在MATLAB平台上,利用MOHBB-BC算法进行寻优,分析DREG和无功补偿电容器的容量及位置对配电网的影响。仿真结果表明有功损耗、静态电压稳定裕度与电压偏差之间的关系是相互冲突,相互矛盾的;分布式可再生能源接入电网,可以有效减小有功损耗,提高电能质量和电压稳定性;同时,MOHBB-BC算法求解得到多组Pareto最优解,满足决策者不同现实条件的需求,验证了MOHBB-BC算法具有更好的合理性、实用性和优越性。

关键词：分布式可再生能源发电配电网多目标优化宇宙大爆炸算法

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分布式可再生能源发电对配网电压调整的影响

科技通报 2018年第2期34卷 121-126页

作者：胡骅李林浙江海洋大学电气信息系浙江省能源与核技术应用研究院

针对分布式可再生能源发电对配网电压调整的影响的评价问题,提出了考虑电压幅值约束和变压器分接头振荡约束的准入容量优化计算模型,该模型能模拟有载调压变压器分接头运行、多个分布式电源以及分布式电源解列的情况。对于多分布式电源... 详细信息

针对分布式可再生能源发电对配网电压调整的影响的评价问题,提出了考虑电压幅值约束和变压器分接头振荡约束的准入容量优化计算模型,该模型能模拟有载调压变压器分接头运行、多个分布式电源以及分布式电源解列的情况。对于多分布式电源接入的情况提出了至少准入容量的概念,建立了准入容量双层优化计算模型。算例分析验证了模型的有效性。另外,算例中还探讨了在分布式电源接入点设置无功补偿设备对配网电压调整的有益性。

关键词：分布式可再生能源发电准入容量双层优化电压调整变压器分接头振荡

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分布式可再生能源发电方式灵活

中国战略新兴产业 2014年第5期 70-71页

小型风力发电通常,装机容量100千瓦以下的风机称为小型风电,主要用于居民用电。与大型风电场远距离输送利用方式不同,小型风电主要以风光互补、风电与柴油机加储能系统等利用方式供给偏远离网地区,例如边防连队、哨所、海岛、渔民、高... 详细信息

小型风力发电通常,装机容量100千瓦以下的风机称为小型风电,主要用于居民用电。与大型风电场远距离输送利用方式不同,小型风电主要以风光互补、风电与柴油机加储能系统等利用方式供给偏远离网地区,例如边防连队、哨所、海岛、渔民、高山气象站、公路、铁路无电小站、森林中的瞭望站、石油、天然气输油管道及滩涂养殖业等。

关键词：热发电分布式可再生能源发电大型风电场小型风力发电生物质资源方式灵活光伏系统光伏发电

分布式可再生能源发电出力稳定性最优选择探讨

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陕西电力 2012年第3期40卷 15-18,62页

作者：李泓泽王宝郭森华北电力大学经济与管理学院北京102206

探讨了在分布式可再生能源发电(DREG)具有成本优势且电网对其出力稳定性要求增加的前提下,DREG出力稳定性的最优决策。在对DREG随机性出力成本特性进行分析的基础上,基于随机生产模拟方法构建了发电利润期望值最大化目标下DREG出力稳定... 详细信息

探讨了在分布式可再生能源发电(DREG)具有成本优势且电网对其出力稳定性要求增加的前提下,DREG出力稳定性的最优决策。在对DREG随机性出力成本特性进行分析的基础上,基于随机生产模拟方法构建了发电利润期望值最大化目标下DREG出力稳定性的最优选择模型,运用该模型对以IEEE—RTS系统负荷数据为基础的算例进行了计算和分析,得出了DREG厂商的最优决策可能损害电网企业以及电力用户的利益的结论,并提出了改进的措施。

关键词：分布式可再生能源发电随机性出力随机生产模拟最优选择

基于资源-需求匹配的分布式可再生能源发电项目选址研究

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运筹与管理 2023年第2期32卷 124-131页

作者：赵振宇张垚余泳杰华北电力大学经济与管理学院北京102206 新能源电力与低碳发展研究北京市重点实验室(华北电力大学) 北京102206

分布式电源在我国电源结构中占比持续扩大,因此考虑资源需求匹配开展分布式电源科学高效选址尤为重要。文章构建了以资源供给和能源需求为核心的涵盖多个因素的广义选址匹配指标体系,基于逆前景理论和可变精度粗糙数改进主观权重,提出... 详细信息

分布式电源在我国电源结构中占比持续扩大,因此考虑资源需求匹配开展分布式电源科学高效选址尤为重要。文章构建了以资源供给和能源需求为核心的涵盖多个因素的广义选址匹配指标体系,基于逆前景理论和可变精度粗糙数改进主观权重,提出了资源需求夹角余弦选址匹配决策模型,为分布式可再生能源发电项目选址建设提供决策依据。将所建模型应用于北京分布式光伏发电项目选址分析,研究表明,北京发展分布式光伏发电项目依托资源呈现出由朝阳、昌平、延庆、通州一线向两侧减小,东北高-西南低的特征;需求则呈中部向外围降低,东南高-东北低的特征;延庆区匹配程度最高,石景山区匹配度最低;匹配度Local Moran’s指数呈现延庆、怀柔、顺义HH聚类,丰台LL聚类的特征。北京分布式可再生能源发电项目开发应主要集中在北部区域。

关键词：分布式可再生能源发电资源-需求匹配选址可变精度粗糙数前景理论夹角余弦匹配度

含有分布式可再生能源发电的配电网电压无功控制研究

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含有分布式可再生能源发电的配电网电压无功控制研究

作者：李晓东天津大学

学位级别：硕士

随着我国电力系统的不断发展,电网中的电力负荷和分布式发电(Distributed Generation,DG)设备不断增加,对电力系统的安全运行提出了更高的要求。一方面,分布式发电的应用可提升系统的供电可靠性,对缓解能源危机、环境保护有积极的作用;... 详细信息

随着我国电力系统的不断发展,电网中的电力负荷和分布式发电(Distributed Generation,DG)设备不断增加,对电力系统的安全运行提出了更高的要求。一方面,分布式发电的应用可提升系统的供电可靠性,对缓解能源危机、环境保护有积极的作用;另一方面,分布式电源输出功率具有天然的随机波动性,一定程度上会影响系统的安全稳定运行。为减小分布式电源接入所带来的不良影响,需要对电网建立有效的监测与管理系统。同时,计算机技术、网络通信技术的快速发展,使得电力系统的监测和控制向着智能化方向发展,能够为在线监控电力系统运行和抑制分布式发电功率波动对系统的影响,提供重要技术支撑。本文提出了一种配电网电压无功控制方法,目的是有效地抑制分布式电源功率波动所造成的不良影响。它利用系统的负荷电压特性,通过适当的电压调节,使负荷变化能够追踪分布式电源出力的变化,实现有效平抑分布式电源功率波动。研究表明所提电压无功控制策略,能够减小分布式可再生能源功率波动对系统稳定性的影响,并且在负荷高峰时期,能够在不切除用户负荷的情况下减小全网峰值负荷。最后文章展望对分布式电源并网与控制的可能研究方向。

关键词：分布式可再生能源发电负荷特性电压调节功率波动平抑

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储能在分布式可再生能源发电中的应用研究

内蒙古科技与经济 2016年第16期 20-21,23页

作者：何芳内蒙古电力科学研究院内蒙古呼和浩特010020

分析了储能在分布式可再生能源发电中的作用,研究国内外关于储能在分布式可再生能源发电中的应用,提出了分布式可再生能源发电中储能的应用发展趋势。

关键词：储能分布式可再生能源发电关键技术

含储能接入的三相配电网分布式可再生能源可调度域建模与计算

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电网技术 2024年第7期48卷 2765-2774,I0039-I0041页

作者：李舒涵黄文靖李志刚郑杰辉华南理工大学电力学院广东省广州市510641

分布式可再生能源(distributed renewable energy,DRE)发电可调度域用于定量描述电力系统适应DRE发电不确定性的能力。目前可调度域的相关研究聚焦于采用单相模型描述输电系统,鲜有讨论具有高阻抗比与三相不平衡特性的配电网,亦未计及... 详细信息

分布式可再生能源(distributed renewable energy,DRE)发电可调度域用于定量描述电力系统适应DRE发电不确定性的能力。目前可调度域的相关研究聚焦于采用单相模型描述输电系统,鲜有讨论具有高阻抗比与三相不平衡特性的配电网,亦未计及储能系统广泛接入所带来的影响,因此难以准确地应用于新型配电网分析。针对上述问题,该文建立了含储能接入的配电系统可调度域数学模型,充分考虑了配电网相间耦合与三相不平衡特点以及储能系统的充放互补特性;采用凸包松弛和多面体外近似重构配电网交流潮流模型,并通过凸包络近似替代处理储能的互补松弛约束,得到配电网可调度域的多面体外近似模型,从而由自适应约束生成算法构建其线性边界。算例仿真结果表明所提出模型能较好地适应含储能接入的三相配电网可调度域分析,并验证了所提出方法的结果准确性与计算效率。

关键词：可调度域分布式可再生能源发电配电网三相不平衡储能系统

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配电网中分布式发电与电动汽车随机协同调度研究

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配电网中分布式发电与电动汽车随机协同调度研究

作者：李志伟华北电力大学

学位级别：硕士

面对能源和环境的双重压力,各国纷纷加快了推广分布式可再生能源发电和电动汽车的脚步。可再生能源发电出力具有随机性和波动性,电动汽车接入电网充电也具有随意性,随着分布式可再生能源发电和电动汽车在电网中的渗透率越来越高,所带来... 详细信息

面对能源和环境的双重压力,各国纷纷加快了推广分布式可再生能源发电和电动汽车的脚步。可再生能源发电出力具有随机性和波动性,电动汽车接入电网充电也具有随意性,随着分布式可再生能源发电和电动汽车在电网中的渗透率越来越高,所带来的问题也越来越显著。为此,本文在分析分布式可再生能源发电与电动汽车各自特点的基础上,考虑其不确定性的影响下,提出了基于机会约束规划的分布式可再生能源发电与电动汽车随机协同调度模型。首先分析了常见的分布式电源的发电原理,在此基础上提出了以风电和太阳能光伏发电为代表的计及不确定性的分布式电源出力模型。接下来分析了现有电动汽车动力电池的充放电特性和不同类型电动汽车的时空分布特性,在此基础上提出了电动汽车分布式储能的概念。在满足电池约束、电网约束和车主约束的基础上提出了电动汽车分布式储能的控制策略。算例仿真表明,在不过度增加电动汽车充放电次数从而减缓电动汽车动力电池寿命衰减的情况下,所提电动汽车分布式储能控制策略可显著提高可再生能源发电的可调度性。最后采用基于日前风速、光照强度预测的分布式可再生能源发电模型,考虑动力电池充放电特性以及电动汽车行驶特性,构建了分布式可再生能源发电与电动汽车的协同调度模型。根据电动汽车发展的不同时期,在满足电网约束、动力电池约束、电动汽车车主使用约束的前提下,分阶段达到平抑可再生能源发电的波动性、降低网损和减小负荷峰谷差的目的。算例验证了所提协同调度模型中电动汽车可以很好的发挥自身充放电特性,平抑分布式可再生能源功率的波动、降低负荷峰谷差、减小线路损耗。

关键词：电动汽车分布式可再生能源发电 V2G 分布式储能机会约束规划协同调度