考虑灵活性的含高渗透率分布式电源配电网分区优化规划

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能源危机以及环境问题的愈演愈烈,使得分布式电源的并网容量逐渐呈高比例发展的趋势。然而,风、光等间歇式分布式电源的大量渗透,对传统配电网的规划运行提出了新的挑战。配电网的规划和运行两个不同时间尺度上的问题相互关联,因此,为提高配电网运行的灵活性,以及对分布式电源的消纳能力,本文从规划角度入手,同时融入集群思想,在考虑灵活性的基础上提出了一种含高渗透率分布式电源配电网分区优化规划方法,并从网络分区方法和基于网络分区的规划模型两个方面展开研究。首先,对现有集群划分和灵活性的基本理论进行了总结,并以此为基础,在对集群内灵活性资源供给能力和灵活性需求特性进行综合考虑后,提出净负荷适应率和支路负荷裕度的灵活性指标,进一步结合体现配电网络结构性能的模块度指标,建立了用于配电网络分区的综合性指标。并针对传统算法的不足,提出一种改进Fast-Newman(FN)算法,实现以该综合指标为寻优目标下对网络的有效分区。上述理论方法,为后续基于分区的规划模型以及规划方法的研究,奠定了一定的理论基础。其次,对已有分布式电源规划模型和算法进行归纳总结,并提出了基于网络分区规划的概念和方法。在已完成分区网络结构的基础上,以集群为单位考虑分布式电源的群内容量配置以及基于群间联络的SOP选址,同时为协调规划和运行内不同目标主体的利益,建立了分布式电源与SOP的双层协调集群规划模型。针对双层模型嵌套、非线性特点,提出了改进的粒子群算法结合Yalmip优化软件的求解方法。最后,以IEEE 33节点系统为例进行仿真研究,从分布式电源消纳情况、电压分布、规划成本等方面对规划结果对比分析,验证了所提基于分区的规划方法能够在分布式电源的接入阶段,充分计及各类灵活性资源的调节能力,有效提升配电网在运行时的灵活性,在高渗透率分布式电源并网趋势下对解决其消纳不足的问题具有显著的优势。
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