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随着分布式电源在配电网中渗透率不断提升,日益复杂的配电网结构以及可再生能源的随机性和不确定性给主动配电网的优化调度带来了巨大的挑战。传统的配电网优化调度面临可再生能源预测精度较低,求解时间长等问题,难以满足现阶段主动配电网的优化调度需求。为此,有必要研究适用于计及可再生能源出力不确定性和时空相关性的主动配电网优化调度模型。论文围绕计及时空相关性的主动配电网优化调度展开了相关研究。
(1)研究了主动配电网中常用的各种可调资源的出力特性。分析了光伏发电的基本原理,影响因素和建模方法;分析了储能装置的具体分类,电化学储能的基本原理和模型;分析了微型燃气轮机的输出功率模型和控制策略以及可中断负荷的电价补偿模型。最后通过仿真验证分别从潮流,电压以及网损等方面详细分析可调资源对配电网运行状态的影响。
(2)研究了计及光伏时空相关性的主动配电网鲁棒优化调度模型。首先基于两个实际光伏电站的历史出力数据验证时空相关性的必要性,利用Pearson相关系数对光伏出力的时空相关性进行建模,并利用不确定集合离散性的特点将非线性的时空相关性模型转化为线性模型;其次提出了计及光伏时空相关性的主动配电网鲁棒优化调度模型,该模型本质上是一个三层二阶段的“min-max-min”鲁棒优化模型,采用对偶理论和大M算法将其转化为二层的“min-max”问题;最后利用列约束生成法(Column Constraint Generation Method, C&CG)算法对模型进行求解,并在改进的IEEE33节点算例中验证所提模型的正确性和有效性,并着重分析时空相关性对鲁棒优化结果的影响。
(3)研究了计及源-荷时空相关性的主动配电网分布式优化模型。首先建立光伏和负荷的不确定性和相关性的模型,并利用基于拉丁超立方抽样(Latin Hypercube Sampling, LHS)和Cholesky分解技术相结合的方法模拟随机变量的相关性;其次提出了计及源荷时空相关性主动配电网分布式优化调度模型的整体框架,主要包括上层的配电网优化模型以及下层的微电网优化模型,其中配电网和微电网之间通过线路交互功率产生耦合关系;接着利用复制节点的区域分解方法实现配电网和微电网的解耦,即将配电网与微电网联络线路两端节点同时复制在配电网和微电网模型中计算求解;最后采用目标级联分析法(Analytical Target Cascading, ATC)算法对所提模型进行求解,并在改进IEEE123节点算例中验证模型的正确性,并着重分析配电网和微电网联络线功率的收敛过程。
(1)研究了主动配电网中常用的各种可调资源的出力特性。分析了光伏发电的基本原理,影响因素和建模方法;分析了储能装置的具体分类,电化学储能的基本原理和模型;分析了微型燃气轮机的输出功率模型和控制策略以及可中断负荷的电价补偿模型。最后通过仿真验证分别从潮流,电压以及网损等方面详细分析可调资源对配电网运行状态的影响。
(2)研究了计及光伏时空相关性的主动配电网鲁棒优化调度模型。首先基于两个实际光伏电站的历史出力数据验证时空相关性的必要性,利用Pearson相关系数对光伏出力的时空相关性进行建模,并利用不确定集合离散性的特点将非线性的时空相关性模型转化为线性模型;其次提出了计及光伏时空相关性的主动配电网鲁棒优化调度模型,该模型本质上是一个三层二阶段的“min-max-min”鲁棒优化模型,采用对偶理论和大M算法将其转化为二层的“min-max”问题;最后利用列约束生成法(Column Constraint Generation Method, C&CG)算法对模型进行求解,并在改进的IEEE33节点算例中验证所提模型的正确性和有效性,并着重分析时空相关性对鲁棒优化结果的影响。
(3)研究了计及源-荷时空相关性的主动配电网分布式优化模型。首先建立光伏和负荷的不确定性和相关性的模型,并利用基于拉丁超立方抽样(Latin Hypercube Sampling, LHS)和Cholesky分解技术相结合的方法模拟随机变量的相关性;其次提出了计及源荷时空相关性主动配电网分布式优化调度模型的整体框架,主要包括上层的配电网优化模型以及下层的微电网优化模型,其中配电网和微电网之间通过线路交互功率产生耦合关系;接着利用复制节点的区域分解方法实现配电网和微电网的解耦,即将配电网与微电网联络线路两端节点同时复制在配电网和微电网模型中计算求解;最后采用目标级联分析法(Analytical Target Cascading, ATC)算法对所提模型进行求解,并在改进IEEE123节点算例中验证模型的正确性,并着重分析配电网和微电网联络线功率的收敛过程。