考虑分布式电源出力随机性的配电网故障恢复方法研究

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近年来,全球范围内大停电事件的频繁发生对社会造成巨大的经济损失。提升大停电事件发生后配电网的故障恢复能力是提高国家风险防范能力、应急机制的重要举措,对于国家能源安全具有重要意义。大停电发生后,输电设施可能会遭到破坏,往往无法及时为配电网输送电能。但随着分布式电源的不断接入,综合利用分布式电源对配电网中失电负荷供电恢复,为配电网主动实现应急恢复提供了契机。然而,虽然充分利用风电、光伏等间歇性能源能够恢复更多负荷,但间歇性能源出力的随机性对配电网故障恢复的影响不可忽视。因此,本文将重点研究考虑分布式电源出力随机性的配电网故障恢复策略。本文主要研究内容如下:首先,提出了考虑分布式电源出力随机性的配电网故障恢复策略。基于多源协同的恢复思路,对考虑分布式电源出力随机性的配电网恢复问题进行了阐释。建立了考虑间歇性能源出力时空相关性的高斯混合模型,实现了间歇性能源出力的统一建模。结果表明,高斯混合模型对间歇性能源出力的近似拟合效果较好,同时体现了其出力的时空相关性。通过分析间歇性能源对配电网故障恢复的影响,为后续故障恢复模型的建立奠定基础。然后,提出了含机会约束的配电网故障恢复随机优化模型。考虑间歇性能源出力的随机性对电压幅值的影响,利用机会约束描述电压幅值约束,允许电压在一定置信水平下满足幅值限制约束。利用样本平均近似方法对机会约束进行处理,将含机会约束的随机优化模型近似转化为确定性的混合整数二阶锥规划模型。算例结果表明,所提出的模型可以有效计及间歇性能源出力的随机性对配电网故障恢复的影响,可协同各分布式电源恢复尽可能多的重要负荷。最后,提出了两阶段的多时段配电网故障恢复随机优化模型。第一阶段基于各个时段风电与光伏的预测值,决策可控分布式电源的预调度出力值、负荷恢复状态以及线路开闭状态;第二阶段根据间歇性能源的实际出力值,对可控分布式电源的实际出力值进行相应的调整。基于场景分析的方法,将随机规划问题近似转化为确定性的两阶段混合整数规划问题。利用Benders分解算法对确定性规划问题进行求解。算例结果表明,所提出的模型不仅可以恢复尽可能多的重要负荷,同时可以有效减少切负荷次数。
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