含微电网的配电网孤岛划分研究

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在配网大面积停电的背景下,微网与负荷形成的孤岛能保障关键负荷供电,提高重要用户的供电可靠性。然而,孤岛运行时风光出力与负荷均具有较强的波动性,其不利于孤岛的安全可靠运行。针对该问题,本文在考虑新能源出力不明确的运行场景中,对配电网故障时孤岛的划分策略展开了研究。由于孤岛划分的特殊性,本文首先明确了孤岛划分的原则,即在优先保障关键负荷供电的前提下,尽可能更多地恢复非关键负荷。针对风光出力的不确定性,提出一种基于风险电量的配电网静态孤岛划分方法。该方法优先恢复关键负荷的供电,然后通过引入风险电量指标评估此时孤岛可对外供电的能力,并采取主动融合的方式提高供电不足孤岛的供电可靠性,以恢复其它非关键负荷的供电。仿真结果表明,该方法对于提高关键负荷的供电可靠性、负荷优先级搜索能力和孤岛运行的灵活性具有明显效果。针对岛内风光出力及负荷需求波动较大的特点,提出一种基于孤岛不平衡功率曲线的多时段动态孤岛划分方法。该方法通过切除可控负荷和采用不平衡功率曲线峰值排序策略,能够在时间尺度上减少储能备电源容量并增加储能主电源容量。仿真结果表明,该方法形成的孤岛方案变化次数少,在保障已恢复负荷供电可靠性的前提下,有利于提高系统恢复负荷的能力。此外,为了提高岛内电源有功功率与负荷有功功率之间的适配程度,优化孤岛运行避免出现切负荷的情况,提出一种考虑可转移负荷的动态孤岛划分方法,以孤岛恢复等效负荷量最大、运行成本最低、可靠性最高为优化目标,通过自适应权重PSO对多目标问题进行求解,得出最优孤岛划分方案。仿真结果表明,只考虑可转移负荷可以满足孤岛划分需求,能进一步改善岛内电源有功出力与负荷需求之间的适配性、优化储能系统工作状态。
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