考虑计划孤岛的主动配电网能量优化调度策略研究

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随着社会经济快速发展,能源危机、环境等问题愈发凸显。分布式能源以其清洁性、灵活性、经济性的优点,在高效、环保的智能配电网建设中发挥了巨大作用。随着新能源渗透率的不断提高,传统配电网由单源单向结构转为多源双向功率流结构,形成主动配电网,能够实现对分布式能源的主动管理和控制,提升配电网对各类资源的利用率。其中,如何结合配电网的运行方式、考虑分布式能源出力的不确定性,制定合理的全局优化调度策略,保证配电网的安全、稳定运行,是主动配电网技术的核心。  本文针对主动配电网的优化调度技术展开研究,以负荷恢复最大化和电压稳定为基础,提出了主动配电网动态孤岛划分博弈方法。在此基础上结合双层鲁棒优化模型和滚动优化模型,提出了考虑计划孤岛的主动配电网化调度方法,保证了配电网的经济性和稳定性。本文主要内容如下:  1)建立了主动配电网优化调度模型。从配电网的树模型转化、等效计算和运行方式建模三个方面建立了主动配电网的数学模型;结合鲁棒优化理论中的概率分布模型,建立了风机、光伏和换电站换电的不确定性模型,并将主动配电网的孤岛划分模型转化为二阶混合整数线性模型,为后续研究内容奠定了基础。  2)针对主动配电网的计划孤岛,提出了基于博弈论的动态孤岛划分算法。结合博弈理论,将计划孤岛时间内各个时段的配电网视为不同的博弈者,并设计了孤岛划分的评价指标及收益函数,提出了动态孤岛划分的博弈方法,实现了量子粒子群算法在博弈迭代中的优化流程。  3)针对配电网的日前-实时调度,提出了考虑计划孤岛的主动配电网能量优化调度方法。首先,考虑分布式能源出力、电动汽车换电站电池需求不确定性的基础上,构建双层鲁棒优化模型:内层以成本最大为目标确定配电网的最坏场景,外层则针对该场景制定分布式能源、换电站和蓄电池相应的调度方案。其次,结合滚动优化模型,利用滚动更新的预测信息制定计划孤岛下的主动配电网能量优化调度策略。该方法不但在制定优化调度策略时考虑了计划孤岛因素,使调度结果更贴近配电网实际运行情况;同时在制定孤岛划分策略时,参考了整个优化时间窗内的全局信息,保证了配电网的平稳过度。  案例分析表明,本文所提出的基于博弈论动态孤岛方法,能够保证配电网在孤岛期间稳定运行;考虑计划孤岛的主动配电网能量优化调度方法更符合配电网实际运行情况,降低了孤岛时间内负荷损失率,提高了配电网的经济性和稳定性。
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