【摘 要】
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随着电力电子技术的发展以及高级量测系统的普及,各类型分布式能源在配电网中的渗透率亦不断提升,从而使得配电网的安全经济运行面临新的机遇与挑战。一方面,不同类型分布式资源在促进系统低碳清洁化发展、提升运行效率、削峰填谷、阻塞管理、延缓网络设备升级等方面具备极大的潜在价值。另一方面,分布式可再生能源的随机性及需求侧资源的大量无序接入亦增加了系统潮流分布的不确定性,影响系统的安全运行与可靠供电。为协调上述
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随着电力电子技术的发展以及高级量测系统的普及,各类型分布式能源在配电网中的渗透率亦不断提升,从而使得配电网的安全经济运行面临新的机遇与挑战。一方面,不同类型分布式资源在促进系统低碳清洁化发展、提升运行效率、削峰填谷、阻塞管理、延缓网络设备升级等方面具备极大的潜在价值。另一方面,分布式可再生能源的随机性及需求侧资源的大量无序接入亦增加了系统潮流分布的不确定性,影响系统的安全运行与可靠供电。为协调上述矛盾,充分发挥分布式可再生能源、储能、需求响应等多种类型分布式能源的协调优化潜力,本文从改善协调优化效果、应对随机波动特征、促进资源高效集成三个维度开展了含多类型分布式资源主动配电网的有功无功协调优化调度研究。主要工作概括总结如下:(1)为充分发挥配电网中多种分布式资源的调节潜力改善系统性能,提出了一种基于机会约束与二阶锥松弛技术的主动配电网有功无功协调优化调度模型。首先,建立了包含分布式可控发电机、可再生能源、储能及可中断负荷在内的多种分布式资源数学模型,并利用机会约束表述系统的随机特征。其次,考虑配电网的无功电压控制措施,建立了有载调压变压器、并联电容器组及静态无功补偿装置的线性化模型。继而,基于支路最优潮流方程建立了含多类型分布式资源主动配电网的非凸非线性的最优调度模型。最后,为提高算法求解效率,基于二阶锥松弛技术将原问题重构为一个可以被高效求解的混合整数二阶锥规划问题,并进行仿真算例分析。(2)为协调多种分布式资源主动应对配电网中可再生能源随机性,提出了一种考虑可再生能源多重相关性的主动配电网多时间尺度优化调度方法。首先,基于t Copula函数、Sklar定理以及多元t分布的性质建立了 RES的多重相关性模型,该模型可根据历史数据和最新预测来估计未来一段时间的预测误差。其次,基于随机模型预测控制技术,建立主动配电网多时间尺度优化调度框架:在日前阶段,优化并确定慢响应分布式资源的输出;在日内阶段,基于短期预测确定快速响应分布式资源的参考轨迹;在实时阶段,基于超短期预测以及参考轨迹对快响应分布式资源进行滚动优化。最后,算例分析表明所提方法能够有效地协调分布式电源、储能、需求侧资源以及系统无功电压控制措施,显著降低母线电压波动,促进需求侧资源的利用,提高系统运行经济性。(3)为改善多种类型分布式资源在优化调度中的可视性与可控性,提出了一种基于虚拟发电厂的主动配电网优化调度方法。首先,利用虚拟发电厂技术聚合大量小规模分布式资源如分布式储能、分布式发电机、需求响应负荷以及柔性负荷。其次,基于双层规划建立了分布式能源、虚拟发电厂与主动配电网间的协同调度方案。上层为包含多种分布式资源的虚拟发电厂的最优投标问题,目标为利润最大化。下层为主动配电网的市场出清模型,目标为最小化配电系统的运行成本。最后,针对原始问题的非凸非线性,利用线性支路潮流、多边形内逼近法、KKT条件及强对偶定理将其转换为一个混合整数线性规划问题并进行求解。算例分析验证了所提方法在促进多类型分布式资源主体集成优化运行方面的有效性。
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