智能配电网网架结构和网络重构研究

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分布式能源接入后,电网由无源网络转变为有源网络,若接入的分布式能源是大量的,呈辐射状开环运行的传统配电网会向网状运行方式的主动配电网(AND,active distribution network)转换。分布式电源接入后,电网中潮流进行重新分布,电网电压、网损、运行维护成本等指标都发生相应变化。在配电网结构发生变化后,通过配电网的开关操作对配电网进行重构,可以提高电压质量并降低网络损耗,从而提升电网运行的可靠性和经济性。  本文针对大量分布式电源接入配电网后电网网架结构的改变和网络重构问题进行研究,主要工作如下:  首先,对分布式电源类型进行介绍,引入了智能电网下主动配电网的概念,总结了配电网网架结构和网络重构算法的研究现状。  其次,总结了现有的常规配电网架空线和电缆线接线方式,建立了放射状配网接线模型,并在馈线末端电压最低的约束下,对分布式电源配置位置和容量的约束进行了分析。  再次,分析分布式能源对配电网影响,提出基于小世界理论和智能算法相结合的分布式电源优化配置方法。基于新英格兰10机39节点系统,以网损最低和电压偏移最小为目标,对分布式电源进行定址定容,并分析了薄弱节点对分布式电源在主动配电网中配置的影响。  最后,介绍了主动配电网的潮流计算方法,为网络重构后的网损计算和电压水平计算奠定了基础,鉴于蚁群算法具有可以利用生成树法在网络重构中不需要检查拓扑结构的优点,将该方法应用到配置分布式电源的配电网网络重构中,对比了传统配电网重构前、传统配电网重构后以及加装分布式电源的电网重构后的节点电压变化和网损改变情况。以IEEE33节点系统为例进行仿真计算,证明了该网络重构方法对配电网的电压水平提高和网损的减少有很好的改善作用,在电网优化规划和能量管理系统控制中有一定应用价值。
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