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构建以新能源为主体电力系统的新形势下,分散式、分布式的风、光等可再生能源发电将大规模应用,逐步替代传统的化石能源,电力系统源荷平衡中电网格局将发生本质性改变。为应对新形势,分布式能源(清洁可再生能源发电、各类储能技术及柔性可控负荷)将不断接入配电网,形成主动配电网。因此,输配电网间必然产生互动且呈现出不一致性,使输配电网规划面临严峻挑战。
在此背景下,电网规划应如何适应未来能源结构的变化,如何在输配电网间有效协调,是必须要解决的问题。本文从均匀性角度出发,对此展开分析与研究,其主要工作和成果如下:
(1)针对输电网,在分析其均匀运行必要性的基础上,建立和提出了电网均匀性规划的模型和求解方法。基于图论,提出结构均匀性指标和载流均匀性指标,以前者为底数,后者为指数形成综合目标,有效避免多目标量纲不统一的矛盾,并计及相关约束条件,建立电网均匀性规划模型,并用遗传算法进行求解。最后,以IEEERTS24节点输电系统作为算例,对规划方案进行优化,验证了模型和算法的有效性。
(2)以分布式光伏接入配电网为例,在不弃光的假设下,探讨储能配置与配电网规划间的关系,分析论证储能配置不仅可以提高电源利用率和负荷率,而且也可以使配电线路不建或缓建。分析了光储就地平衡策略的优势与不足,并在此基础上,提出储能协调分布式光伏发电对负荷进行跟踪的比例跟踪式配置策略。同时,储能间接可以缓解电压的波动性,提出抑制电压波动的均匀性指标及评价方法。最后,以IEEE33节点配电系统为算例,分析阐明了配电网均匀规划中,储能配置起到代替新建配电线路作用的同时,也提升电源利用率、负荷率及电压稳定水平。
(3)建立和提出了以均匀性为核心、输配一致性为线索的输配电网规划模型和求解方法。首先,输电网和配电网按照各自电压等级和子目标分别进行优化规划,优化输配电网连接点选择,实现输电网负荷均匀分配;其次对规划方案的目标进行潮流校验;通过迭代协调形成输配电网规划方案。采用上述输配有机结合的算例进行分析,算例一,与第二章算例方案进行比较,验证了配电网拆分重构、输配电网多点连接方式可以有效降低变电站及输电线路的建设投资,同时提高配电网供电可靠性;算例二,利用储能的调节作用,实现光伏对配电网电源的有效补充,进一步降低规划建设投资。
在此背景下,电网规划应如何适应未来能源结构的变化,如何在输配电网间有效协调,是必须要解决的问题。本文从均匀性角度出发,对此展开分析与研究,其主要工作和成果如下:
(1)针对输电网,在分析其均匀运行必要性的基础上,建立和提出了电网均匀性规划的模型和求解方法。基于图论,提出结构均匀性指标和载流均匀性指标,以前者为底数,后者为指数形成综合目标,有效避免多目标量纲不统一的矛盾,并计及相关约束条件,建立电网均匀性规划模型,并用遗传算法进行求解。最后,以IEEERTS24节点输电系统作为算例,对规划方案进行优化,验证了模型和算法的有效性。
(2)以分布式光伏接入配电网为例,在不弃光的假设下,探讨储能配置与配电网规划间的关系,分析论证储能配置不仅可以提高电源利用率和负荷率,而且也可以使配电线路不建或缓建。分析了光储就地平衡策略的优势与不足,并在此基础上,提出储能协调分布式光伏发电对负荷进行跟踪的比例跟踪式配置策略。同时,储能间接可以缓解电压的波动性,提出抑制电压波动的均匀性指标及评价方法。最后,以IEEE33节点配电系统为算例,分析阐明了配电网均匀规划中,储能配置起到代替新建配电线路作用的同时,也提升电源利用率、负荷率及电压稳定水平。
(3)建立和提出了以均匀性为核心、输配一致性为线索的输配电网规划模型和求解方法。首先,输电网和配电网按照各自电压等级和子目标分别进行优化规划,优化输配电网连接点选择,实现输电网负荷均匀分配;其次对规划方案的目标进行潮流校验;通过迭代协调形成输配电网规划方案。采用上述输配有机结合的算例进行分析,算例一,与第二章算例方案进行比较,验证了配电网拆分重构、输配电网多点连接方式可以有效降低变电站及输电线路的建设投资,同时提高配电网供电可靠性;算例二,利用储能的调节作用,实现光伏对配电网电源的有效补充,进一步降低规划建设投资。